Tehnologia pitică, cum a fost numită
nanotehnologia (nano înseamnă pitic
în greacă), este ştiinţa şi ingineria care lucrează la o scală extrem de mică,
practic la nivel molecular şi submolecular (un nanometru este a miliarda parte
dintr-un metru, adică 10-9 metri şi are o dimensiune de 40.000 de ori mai mică
decât diametrul unui fir de păr). Această ştiinţă este foarte tânără – ideea de
la care s-a pornit, aceea că este posibil să creezi „maşini“ manipulând
molecule, a fost emisă în 1959 de fizicianul Richard Feynman, laureat al
premiului Nobel. Dar, după 1990, cercetările pentru aplicarea nanotehnologiei
au progresat rapid şi anunţă schimbări revoluţionare în multe domenii, inclusiv
cel medical. În domeniul tehnicii şi al construcţiei, materialele noi produse
prin nanotehnologie au proprietăţi uimitoare, iar în ştiinţa computerelor, prin
supraminiaturizarea circuitelor, se poate ajunge la o stocare a datelor de o
densitate fără precedent.
Deşi
cu un debut mai întârziat, aplicaţiile nanotehnologiei în medicină propun
metode care lucrează pe baze cu totul noi şi oferă mari avantaje faţă de cele
deja existente. În totalitatea lor, descoperirile şi aplicaţiile medicale
posibile care au la bază nanotehnologia formează nanomedicina.
Un
câmp mare de aplicare va fi cel al furnizării drogurilor farmaceutice chiar la
nivelul ţintelor terapeutice: celule
canceroase, celule bolnave, agenţi microbieni şi virali etc. O astfel de metodă
va reduce enorm cantitatea de drog folosită, mărind – în acelaşi timp –
eficacitatea terapiei şi diminuând acţiunea drogurilor asupra celulelor
normale, din regiuni şi organe unde medicamentul nu este necesar.
Trăim
o epocă a schimbării în lumea agenţilor patogeni: variantele şi mutaţiile fac
să apară mereu virusuri noi, răspândirea microbilor şi a virusurilor, urmare a
globalizării, ameninţă cu pandemii catastrofice, din ce în ce mai mulţi patogeni
capătă rezistenţă la tratamentele antibiotice. Promisiunea nanotehnologiei că
ar putea să ne dea metode de tratament care nu folosesc mijloace farmacologice
este mai mult decât binevenită.
Nanoparticule din argint, cu dimensiuni de 100 de nanometri, pot omorî mulţi
agenţi patogeni, dar au dezavantajul de a produce, prin acumulare, distrugeri
tisulare. Recent, cercetătorii de la Harvard („The Economist“, 7 iunie 2014) au
descoperit că nanoparticule de vapori de apă condensată, de 25 de nanometri,
supuse unui tratament electric de mare voltaj, acumulează în cuprinsul lor ROS (reactive oxygen species). Aceste
minuscule bule de apă explodează la contactul cu agenţii patogeni bacterieni,
eliberând oxigenul supertoxic, ceea ce produce moartea bacteriei prin deteriorarea
ADN-ului celular şi eliberarea de enzime proteolitice. Microparticulele de apă
pot dezinfecta suprafeţele pe care au fost aplicate culturi de stafilococ
auriu, colibacil sau micobacterii rezistente la toate antibioticele.
Sterilizarea spitalelor s-ar putea face cu simple pulverizatoare ieftine, care
răspândesc microparticule de apă bactericide, înlocuind nevoia de filtre
bacteriene şi dezinfectarea prin ultraviolete şi metode chimice. Tot în lupta
antimicrobiană se vor înscrie fagocitele artificiale şi detectarea agenţilor
patogeni în apă şi alimente, ceea ce va da şansa unei preveniri eficiente a
bolilor cu transmitere digestivă.
În
domeniul diagnosticului, micromaşini introduse în corpul uman pot identifica
mult mai bine şi mai repede substanţele anormale, toxinele, celulele tumorale,
stabilind diagnosticul cu rapiditate. Tot în acelaşi scop vor fi folosite
nanoparticule marcate, care se vor
ataşa de anticorpii specifici şi vor călători cu ei până la celulele bolnave ţintă
(celule proprii organismului sau celule invazive), făcându-le vizibile.
Bolile
cardiovasculare vor avea multiple aplicaţii din sfera nanotehnologiei. Trombii şi
plăcile ateromatoase din interiorul vaselor sangvine vor fi nu numai
diagnosticate, dar şi tratate cu nanoparticule. Alt tip de nanoinstrumente vor
fi capabile să repare valvele cardiace îmbolnăvite, fără chirurgia clasică
invazivă.
În
zonele de cicatrice postinfarct miocardic, reţele de microfibrile pe suprafaţa
cărora se ataşează celule stem şi factori de creştere vor induce regenerarea
miocardică. Fibrile suplimentare de aur vor adăuga rezistenţă, flexibilitate şi
proprietăţi de conducere pentru curentul de stimulare. Aceste structuri de
perete cardiac artificial se vor forma prin aducerea la nivel local a componentelor,
prin cateter. Prezenţa şi circulaţia în sânge a nanoparticulelor şi a
nanoinstrumentelor implică însă şi potenţiale complicaţii, despre care nu se ştie
încă prea mult.
Prin
nanoterapie se vor aplica metode de hemostază instantanee la sângerări masive.
Multiple
forme de boală canceroasă vor putea beneficia de nanomedicină, atât pentru
diagnosticare şi evaluare cantitativă, cât şi pentru tratament ţintit cu
antineoplazice şi intervenţii de stimulare a imunităţii.
Însuşi
ADN-ul va putea fi reparat, după ce va fi întins ca un şir de mărgele de
nanoinstrumente, apoi corectat în secvenţele înnăscut greşite sau alterate de
procese de îmbolnăvire.
Şi în
stomatologie se aşteaptă progrese revoluţionare, de la metode reparatoare
eficiente până la producerea rapidă a unui înlocuitor dental total, care conţine
toate elementele minerale şi celulare ale unui dinte sănătos.
Trecerea
în revistă a schimbărilor pe care s-ar putea să le trăim în medicină încă din
timpul actualei generaţii, cu ajutorul nanotehnologiei, le face să pară adesea
neplauzibile sau nerealiste. Dar vastitatea şi rapiditatea cu care se lucrează
în cercetarea din nanomedicină dă motive de optimism şi speranţă, parcă anunţând
o perioadă de progres medical plină de entuziasm.
