Las Nanopartículas: una breve introducción. 

¿Conoces qué son las nanopartículas?, ¿Sabías que hay nanopartículas de oro o plata mucho más pequeñas que un grano de arena? 

Pues bien, aunque se escuche sacado de una historieta de Comics, las nanopartículas son partículas extraordinariamente pequeñas e imperceptibles al ojo humano, para poder verlas es necesario el uso de un microscopio electrónico, ya que, al menos dos de sus dimensiones son menores a 100 nanómetros, considerando que un nanómetro es la mil millonésima parte de un metro, es decir, sería igual a dividir un milímetro en un millón de veces, además cuentan con múltiples aplicaciones; las más importantes son en la medicina y en la industria farmacéutica, donde se pueden distinguir dos tipos importantes de nanopartículas: 

• Nanopartículas orgánicas; poliméricas, dendrímeros, liposomas y micelas 

Son creadas a partir de compuestos biodegradables, y generalmente, son compatibles con el cuerpo humano, como las proteínas (albúmina), grasas (fosfolípidos, ácidos grasos) y polímeros naturales (quitosano), semisintéticos (celulosa) o sintéticos (acrilatos). 

Un ejemplo de nanopartículas sintetizadas a partir de ácidos grasos y fosfolípidos son las nanopartículas ribosómicas, diseñadas para imitar una membrana celular que rodea el medicamento de interés y le permite fusionarse con la membrana de las células, así facilita su transporte al interior de las mismas. Cabe señalar que, las nanopartículas por sí mismas no tienen la capacidad de localizar el órgano en el que actuarán; para esto se les deben agregar ligandos específicos a las nanopartículas, que serán reconocidos por las células del órgano destinado en el cual realizarán su efecto. Por ejemplo, el medicamento Onyvide que es de naturaleza liposomal; funciona siendo un inhibidor de la topoisomerasa I y se usa para el tratamiento de cáncer de páncreas. 

Figura 1 . Nanopartículas orgánicas. Recuperado de: https://bit.ly/2TUzb65, https://bit.ly/3v8tY7I, https://bit.ly/2RKbiNW, https://bit.ly/3pBnywJ

• Nanopartículas inorgánicas

Son sintetizadas a partir de metales u óxidos metálicos como cobre, oro, plata, hierro, zinc y titanio. Se usan como tratamiento o para mejorar el diagnóstico de algunas enfermedades a través de imágenes, como ejemplo de esta nanomedicina tenemos al Venofer y al Ferrlecit usados para tratar la anemia causada por la enfermedad renal crónica. Funcionan al crear nanopartículas con un núcleo de hierro y una cápsula de azúcar. Esto ocasiona una dilución lenta del hierro del núcleo después de ser inyectadas, lo que permite dosis altas de ese elemento sin aumentar su concentración a niveles tóxicos en la sangre. 

Figura 2. Nanopartículas inorgánicas. Recuperado de: https://bit.ly/3iqaRTQ, https://bit.ly/3gkmqcx 

   Tabla 1. Principales tipos de nanopartículas y sus aplicaciones. 

Nanopartículas orgánicas	Nanopartículas poliméricas	Utilizadas en aplicaciones médicas. No obstante, presentan una distribución no especifica y una baja capacidad de carga.
	Dendrímeros	Macromoléculas definidas que presentan una estructura altamente ramificada formada por un núcleo y múltiples ramas. Su estructura molecular les permite cargar diferentes agentes activos.
	Liposomas	Nanosistemas esféricos formados por una bicapa lipídica que permiten la encapsulación de fármacos hidrofílicos e hidrofóbicos. A pesar de estar ampliamente estudiados, una de sus principales desventajas es su rápida eliminación.
	Micelas	Agregados coloidales de moléculas amfifílicas. Las micelas están formadas por una parte interna hidrofóbica y una externa hidrofílica que permite la internalización de fármacos de carácter apolar para su vehiculización.
Nanopartículas inorgánicas	Nanopartículas de sílice	Las nanopartículas de sílice son inertes, biodegradables y presentan una buena distribución. Son fácilmente sintetizables y se pueden obtener de distinta forma y tamaño.
	Nanopartículas de oro	Nanopartículas metálicas que presentan unas propiedades ópticas y electrónicas que dependen totalmente de su forma y tamaño. No presentan toxicidad intrínseca. Además, son fácilmente funcionalizables mediante la formación de puentes Au-SR.
	Nanopartículas de óxido de hierro	Nanopartículas de óxido de hierro, típicamente de magnetita (Fe3O4) biocompatibles y fácilmente biodegradables. Tienen gran potencial en biomedicina dada su capacidad intrínseca de ser monitorizadas in vivo por técnicas de resonancia magnética nuclear.
	Quatum dots (QD)	Nanopartículas activas que se utilizan generalmente como sondas para imagen, ya que presentan elevados rendimientos cuánticos de fluorescencia, elevada fotoestabilidad y una emisión fluorescente que puede ser variable mediante el tamaño. Sin embargo, los QD no son biodegradables ni biocompatibles con el organismo, lo que restringe bastante su uso en aplicaciones médicas.
	Nanotubos de carbono	Monocapas de grafeno enrolladas en forma de cilindros. Presentan una elevada superficie especifica que permite anclar una amplia variedad de moléculas terapéuticas.

Recuperado de https://bit.ly/3vx1W6x 

Cuando un principio activo se administra bajo la forma de nanopartículas, es necesario considerar las propiedades físico-químicas de las nanopartículas, tales como:

• Tamaño: El tamaño ejerce un papel importante en la velocidad de disolución de los fármacos. La reducción del tamaño de una nanopartícula puede aumentar la velocidad de disolución y con ello generar una mayor biodisponibilidad del fármaco.
• Morfología: Las nanopartículas pueden ser sintetizadas de tal manera que adquieran una forma específica. Estas formas pueden incluir: esferas, barras, estrellas, triangulares y tubos. En general, las de forma esférica son las que poseen la mayor capacidad de penetración en las células blanco en comparación con las demás.
• Estructura: La disposición de los componentes de la nanopartícula, determinan su comportamiento y su estabilidad. 
• Superficie: Proporciona información sobre las interacciones de las nanopartículas entre ellas y entre la membrana celular.

Estas propiedades son las que condicionan la distribución de la nanomedicina en el organismo y su concentración en su lugar de acción. Una vez alcanzada esa región enferma, las nanopartículas transportadoras de fármaco deben controlar la liberación de su contenido. El hecho de poder concentrar el fármaco en su lugar de acción o de absorción ofrece la posibilidad de minimizar los efectos secundarios y aumentar el índice terapéutico de la molécula en cuestión. Este planteamiento es de vital importancia en el desarrollo de nuevos medicamentos para el tratamiento del cáncer, así como en la mejora de los tratamientos actuales o en la posibilidad de poder administrar por vía oral ciertos antitumorales.

Las nanopartículas pueden utilizarse como base para el diseño de sistemas farmacéuticos, para que,  mimeticen estrategias en ciertas bacterias o virus para evitar los mecanismos de defensa del organismo y/o colonizar de forma específica determinados tipos de tejidos o células. Son de gran utilidad para el desarrollo de nuevos adyuvantes que permitan la puesta a punto de nuevas vacunas y nuevos tratamientos de inmunoterapia.