La nanotecnologia revoluciona la medicina: diagnòstic precoç i teràpies personalitzades en el futur

La majoria estem acostumats a treballar amb sistemes macro, equips de dimensions considerables, però, de mica en mica, la ciència fa el pas al món micró, peces que tenen una mil·lèsima de metre d’amplitud i milers d’àtoms en la superfície i a l’interior. Les nanociències i la nanotecnologia són ciències que treballen en el que és invisible.

La nanotecnologia comprèn la fabricació de materials i estructures amb dimensions nano mètriques. Un nanòmetre (1 nm) equival a 10-6 mil·límetres (mm), és a dir, una milionèsima part d’un mil·límetre. Nanòmetre (del llatí nanos, nan) correspon a la mil milionèsima part d’1 metre, aproximadament la mida d’una sola molècula de sucre o de pocs àtoms. Per posar l’escala en altre context, la mida comparativa d’un nanòmetre a un metre és el mateix que el d’una roca mitjana a la Terra.

Ara s’avança en estructures tan immensament petites que no hi caben més de 10 àtoms. La tècnica de la miniaturització, especialment en el camp de l’electrònica i la mecànica, ha evolucionat cap a la fabricació cada vegada més petita, a trossejar i a reduir la mida de les peces i dels materials.

Segons el Fòrum d’Acció, l’any 2021 a Catalunya hi havia 107 empreses dedicades a la nanotecnologia, entre empreses emergents, pimes i grans companyies, que ocupen a 779 treballadors. La facturació de les empreses dedicades a la nanotecnologia i a la nanociència a Catalunya era més de 430 milions d’euros i s’espera que el 2030 sigui prop dels 30.000 milions. Pel que fa a l’activitat, un 43% de les empreses catalanes de nanotecnologia estan dedicades al desenvolupament de nanomaterials, un 42% a la nanobiologia/nanomedicina i un 24% treballen en nanoelectrònica. Sorgeixen igualment empreses dedicades a l’àmbit del nano tèxtil, de la instrumentació i de la metrologia. Segons el director general d’Innovació i Emprenedoria del departament d’Empresa i Treball, Lluís Federico, "la nanotecnologia té aplicacions en àmbits rellevants com la detecció de malalties i va tenir un paper molt destacat en la lluita contra la pandèmia. Les empreses líders mundials en nano tecnologia estan dedicades al sector de la química i l’electrònica i són bàsicament dels Estats Units. En el camp de les empreses emergents nano tecnològiques, els sectors amb més creixement són els d’imatge mèdica i biotecnologia, també el tema de les bateries per automòbils i el de sistemes d’emmagatzemar energia. Així mateix, s’han presentat experiències d’aplicació de la nanotecnologia en els sectors de l’alimentació, la salut, la cosmètica i el cicle de l’aigua.

Nanotecnologia en la salut

L’aplicació de la nanotecnologia en les ciències de la salut és la branca que es perfila amb més projecció en un futur pròxim a causa de les seves importants aplicacions, especialment diagnòstiques i terapèutiques. La detecció de malalties, el seu tractament precoç personalitzat i un seguiment posterior precís de la seva evolució seran possibles en els pròxims anys gràcies a l’aplicació de les eines nano tecnològiques que s’estan desenvolupant en l’actualitat, segons Laura M. Lechuga, del Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC).

El més interessant de la nanotecnologia no és la possibilitat de treballar amb materials de reduïdes dimensions, sinó el canvi radical que experimenten les propietats físiques i químiques de la matèria que es treballa a aquesta escala. Per exemple, les substàncies opaques poden convertir-se en transparents (coure); materials estables poden convertir-se en combustibles (alumini); materials insolubles poden convertir-se en solubles (or). Per això, la nanotecnologia té una gran aplicació en diversos camps, entre ells destaquen els materials, l’electrònica, la medicina i l’energia.

La nanomedicina, per la seva banda, agrupa tres àrees principals, que són el nano diagnòstic, l’alliberació controlada de fàrmacs (nano teràpia) i la medicina regenerativa. El nano diagnòstic per identificar malalties en els seus estadis inicials en el nivell cel·lular o molecular, per exemple cèl·lules canceroses. La nano teràpia per alliberar medicaments a les cèl·lules o zones més afectades. Per la seva banda la nanomedicina regenerativa s’ocupa de la reparació o substitució de teixits i òrgans malalts o danyats mitjançant l’aplicació de mètodes procedents de la teràpia genètica, la teràpia cel·lular, la dosificació de substàncies bio regeneratives i l’enginyeria de teixits. Un simple microsistema amb nano sensors incorporats podria oferir un diagnòstic complet a partir d’una gota de sang a través de la identificació de canvis moleculars; això implica que les anàlisis podrien fer-se a domicili.

A mesura que la tecnologia evoluciona, les possibilitats es multipliquen, sent una de les més prometedores la utilització de nanorobots, petites estructures programables que podrien viatjar pel cos humà, per exemple, destruint cèl·lules canceroses una per una, netejar artèries obstruïdes o bé, reparar teixits danyats.

També s’investiga com integrar la nanotecnologia amb la intel·ligència artificial per crear sistemes de diagnosi autònoms, capaços d’identificar una malaltia en les seves primeres fases i actuar de forma immediata. Canviaria radicalment la forma en què entenem la salut: passant d’una medicina reactiva (que actua quan ja estem malalts) a una medicina preventiva i proactiva.

No hi ha dubte que la nanotecnologia continuarà sorprenent-nos amb avenços que comportaran una millora de la qualitat de vida de la nostra envellida societat i que ajudarà a resoldre els problemes causats per les principals malalties (càncer, desordres neurodegeneratius i malalties cardiovasculars). Fins i tot en un futur no molt llunyà, podria oferir-nos la possibilitat de curar-nos inclús abans d’arribar a emmalaltir.

Segons Alexandre Olmos, metge internista i expert en envelliment, «hi ha un tram entre trobar-se bé i emmalaltir en què l’organisme comença a enviar avisos. Sovint no són espectaculars, però es repeteixen quan la càrrega física i mental s’acumula i el cos entra en mode alerta».