Nanoagujas

Según un artículo de Nanotech.org, unos científicos del Research Institute for Cell Engineering del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Avanzadas de Japón y la Universidad de Agricultura y Tecnología de Tokyo han utilizado unas nanoagujas unidas a un microscopio de fuerza atómica para penetrar el núcleo de células vivas.

Los investigadores creen que se podrá utilizar estas nanoagujas para repartir moléculas tales como ácidos nucleicos, proteínas o otros sustancias químicas al núcleo, o incluso para realizar cirugía celular. Las puntas de aguja AFM no se podían utilizar como agujas al no ser suficientemente largas para las células que medían más de 3 micrones (milésima parte de un mm.), así que los científicos crearon sus propias nanoagujas.

Al principio intentaron aplicar sondas de nanotubos de carbón, pero hubo un problema con la dureza mecánica. Finalmente utilizaron una punta AFM grabado de silicona. Lograron desarrollar unas nanoagujas cuyo diámetro mide entre 200 y 200 nanometros con una longitud de 6-8 micrones con una forma cilíndrica que permite mayor posibilidad de inserción en la célula.
Los científicos hicieron pruebas de unas nanoagujas basadas en una sonda AFM con una punta tetraedral sobre unas células embriónicas de riñón con una proteína roja fluorescente. Los científicos pintaron las agujas con una tinta fluorescente y estudiaron su posición en la célula mediante exploración láser con microscopio confocal. Las células medían unos 10 a 20 micrones de alto. Los nanoagujas penetraron tanto la membrana celular como la membrana nuclear y llegaron hasta el núcleo de las células. Según los científicos, esta es la primera vez que se logra llegar al núcleo de una célula viva tan pequeña con un grado de posicionamiento tan alto.

Artículo de Nanotech.org.

Nanotecnología para detectar cancer

Un artículo de Technology Review esta semana describe como la nanotecnología puede detectar cáncer. Cuando una persona contrae cáncer, su cuerpo emite unas señales de aviso mucho antes de que la medicina actual sea capaz de detectar la enfermedad. Si se pudiese detectar antes estos cambios sutiles en las células humanas, habría mayores posibilidades de salvar al enfermo. Pero los primeros cambios a nivel molecular en una persona que está en las primeras fases de un cáncer son increíblemente complejos y pueden pasar desapercibidos.

James Heath, un científico de la California Institute of Technology, cree que la nanotecnología podría ofrecer la solución a este problema molecular. Heath cree que conjuntos de ultra pequeños cables de silicona, cada uno fabricado para detectar una proteína específica relacionada con el cáncer, podría detectar los cambios más sutiles en la química corporal del ser humano.

Estos nanosensores que están siendo desarrollados por Heath y su equipo de investigadores podrían buscar cientos, o incluso miles, de distintos biomoléculas en solo una gota de sangre. Si funcionan, estos nanosensores podrían suponer la base de unos análisis para detectar cáncer que serían no solamente más exactos que los actuales, sino más baratos y más fáciles porque no conllevarían muestras de tejidos y análisis de laboratorios.

La mayoría de sistemas para detectar cáncer son bastantes primitivos. Muchas veces se utilizan sencillas exploraciones físicas para detectar un crecimiento de tumor, o sistemas de imágenes por mamografías y radiografías. Existen algunos análisis de sangre para otros tipos de cáncer, como cáncer de próstata o de ovarios, pero estos no solo son lentos y costosos, sino que muchas veces son poco fiables.

Un análisis de cáncer más fiable sería uno que reflejase la complejidad del comportamiento biomolecular. Heath pretende construir aparatos que además de ser capaces de realizar múltiples medidas desde una gota de sangre o de unas pocas células extraídas de un tejido, también fuesen capaces de detectar cantidades muy pequeñas de biomoléculas. "Pretendemos desarrollar una prueba que pueda detectar un cáncer mediante un sencillo pinchazo del dedo, de la misma forma que los diabéticos puedan controlar el nivel de azúcar en la sangre simplemente pinchando el dedo para conseguir una pequeña cantidad de sangre".

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Nanotecnología y nuevos tratamientos contra el cáncer

Artículo original completo de Technology Review aquí.

Nuevos tratamientos contra el cáncer de mama

Según un artículo publicado en Smalltimes, los autoridades norteamericanos acaban de aprobar el uso de un nuevo tratamiento para el cáncer de mama. La nueva droga se llama Abraxane y está basada en nanopartículas.

Según los proveedores de este nuevo tratamiento creado con nanotecnología, American Pharmaceutical Partners Inc. , en pruebas llevadas a cabo se ha mostrado que Abraxane es más eficaz y menos tóxico que Taxol.

Abraxane utiliza nanopartículas de la proteína albúmina que se puede introducir en el cuerpo sin tener que recurrir al uso de solventes. Taxol requiere el uso de solventes que producen efectos secundarios como anemia y nauseas. Según los científicos que han desarrollado este nuevo tratamiento, la eliminación de los solventes tóxicos permite exponer más células cancerígenas a la medicina.

Este nuevo avance de la nanotecnología y la medicina ha sido desarrollado por American Bioscience Inc. y será comercializado en forma de un producto farmacéutico inyectable.

Nanotecnología y adhesivos

El gecko, ese pequeño lagarto gracioso capaz de subir paredes verticales, está colaborando con científicos especializados en nanotecnología para crear nuevos adhesivos mucho más potentes que los que existen en la actualidad.

Hace tiempo que varios grupos de investigación estudian cómo los geckos son capaces de "pegarse" a superficies verticales, y por qué al ensuciarse sus patas pegajosas, todavía no se caen (hay que recordar que el habitat natural de los geckos es en sitios desérticos con mucho polvo).

Las investigaciones más recientes realizadas en este sentido por expertos en nanotecnología han demostrado que la planta de las patas del gecko está cubierta de millones de diminutas estructuras parecidas a pelos microscópicos, y cada una de ellas termina en hasta mil nano estructuras más llamadas espátulas. Son éstas las que permitan que el gecko "se pegue" a la superficie mediante la tenue atracción de cargas eléctricas opuestas entre las moléculas de los pelos y las moléculas de la superficie en cuestión. Las cargas se atraen, y como los dedos de pie de geckos tienen hasta 2 millones de pelitos, y como cada pelito luego se divide en desd 100 a 1.000 ramitas, el numero de nano imánes es tan inmenso que en teoría una patita de un gecko podría sostener a un peso de 110 kilos.

Además, cuanto más pasea el gecko, más fuerza tiene. Científicos investigando las causas por als que la suciedad no se pega a las patas de los geckos han descubierto que la propia fuerza de atracción de las moléculas impide que las partículas de suciedad puedan pegarse a los pelitos de las patas de estos pequeños animales. En efecto, gracias al propio sistema de cargas elécrticas que le permite adherirse a las superficies, los pies de este pequeño lagarto se auto-limpian constantamente.

Ahora los científicos están utilizando los resultados de sus investigaciones realizadas gracias a la nanotecnología para crear adhesivos basados en la capacidad adhesiva de las patas del gecko. Futuras aplicaciones desarrolladas a través de esta técnica podrían incluir guantes para subir paredes, vendas y otras herramientas médicas más eficaces que las actuales, nuevas herramientas para escalar montañas, fixo y cinta adhesiva más potentes etc.

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Nanomáquina de ADN para construir polímeros

Investigadores de la Universidad de Nueva York han fabricado un aparato nanomecánica derivado de ADN que sintetiza distintos productos según su configuración. El aparato podría tener utilidades para la creación de polímeros "de diseño" con la encriptación de datos o como un componente de variable input para la computación basada en ADN.

Según declaraciones realizadas en un artículo de nanotechweb.org por Ned Seeman, director del equipo de investigación de la Universidad de Nueva York, este es el primer sistema de traducción basada en un aparato nanomecánico rotario. "Es un prototipo de la transformación de un tipo de información en otro tipo de información. Supone un gran avance en nuestra capacidad de controlar la estructura de la materia a nano escala.

El aparato de Seeman mide 110 x 30 x 2 nanometros y contiene dos aparatos ADN PX-JX2 que adoptan uno de dos estados estructurales dependiendo de cuál de los dos ADN atan sus hebras al aparato. Seeman y su compañero Shiping Liao añadieron más hilos de ADN para constituir el estado de cada uno de los aparatos PX-JX2. Luego añadieron moléculas de ADN DX que ofrecieron componentes para el producto final y actuaron como adaptador entre estos componentes y el aparato.

De esta manera, los científicos utilizaron la máquina para crear una de cuatro secuencias específicas de ADN o moléculas de producto. Aunque en este caso el equipo de investigadores decidió prototipar el aparato, podría también montar otras moléculas de producto.

La nanomáquina es parecida a una hebra de ARNm, que dirige la síntesis de una cadena polipeptídica particular en un organismo, según su composición. Con una diferencia importante. A diferencia de una ribosoma, el aparato de Seeman no puede translocalizar. Como consecuencia, solo puede crear productos que tienen más o mismo un tamaño parecido. El equipo espera llegar a crear una versión capaz de incorporar translocación. Según Seeman en el futuro podrán fabricar polímeros y nuevos materiales tremendamente diversos y con características jamás vistas hasta ahora.

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