Biomedicina y Grafeno. MIEMBROS BIOROBÓTICOS. El Workshop on Graphene.Los NanoBiosensors

Las propiedades del grafeno pueden mejorar los nanobiosensores aplicados a la biomedicina, el medio ambiente y la seguridad alimentaria, según expertos reunidos en Barcelona en el Icrea Workshop on Graphene Nanobiosensors, organizado por el Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2).

Las principales temáticas tratadas en el congreso, que cuenta con el Premio Nobel 2010 de Física Konstantin Novoselov, giran alrededor de las tecnologías de producción de grafeno, las modificaciones y caracterizaciones de este material, plataformas de detección ópticas y eléctricas y sus aplicaciones en diferentes ámbitos.

En rueda de prensa, los organizadores del congreso, los profesores de la Institución Catalana de Investigación y Estudios Avanzados (Icrea) Stephan Roche y Arben Merkoçi, han remarcado que el grafeno -similar al grafito pero con un espesor de un átomo- tiene propiedades “múltiples y complementarias” por su flexibilidad, conductividad, sensibilidad y capacidad de interactuar con el tejido vivo.

Roche ha asegurado que el grafeno es un material no dañino para el cuerpo, ya que una vez realizada su función tiene facilidad en ser expulsado del organismo.

Merkoçi ha subrayado que el congreso tiene un gran interés para ver cómo evoluciona el desarrollo de los biosensores, un campo emergente.

Debido a las propiedades mecánicas de este material, en particular su flexibilidad y capacidad de detectar señales eléctricas de células biológicas, el grafeno podría ayudas a desarrollar una nueva generación de prótesis biomédicas para interacciones con el sistema nervioso, y por su versatilidad química y estructural podría utilizarse en innovadoras terapias de administración de fármacos.

Merkoçi ha puesto algunos ejemplos de ámbitos en el que el grafeno podría mejorar los biosensores como monitorizar contaminantes en el agua o el aire, detectar bacterias en alimentos o en el diagnóstico de enfermedades.

Por su parte, el profesor de la Universidad Técnica de Munich José Antonio Garrido ha resaltado las posibilidades de aplicar el grafeno a biosensores médicos por la facilidad para ser integrado como plataforma de electrónica flexible y ser biocompatible y ha apostado por ser capaces de desarrollar una tecnología que permita “una comunicación bidireccional con el tejido nervioso”.

Ha afirmado que el grafeno es atractivo para el desarrollo de implantes cocleares, de retina y para controlar miembros robóticos, para los que ya existen proyectos clínicos pero que no tienen todavía aplicación comercial.

​Proyecto europeo Graphene Flagship

Stephane Roche ha subrayado la importancia de que el congreso se celebre en Barcelona porque permite reunir a expertos con las empresas productoras, y ha remarcado el proyecto europeo Graphene Flagship, que pretende llevar la investigación sobre el grafeno de los laboratorios a la sociedad.

El ICN2 colidera los paquetes de trabajo sobre espintrónica y tecnologías biomédicas del Graphene Flagship, y Roche ha pedido que Catalunya siga apostando por la innovación para que el conocimiento se pueda trasladar a productos comerciales

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La medicina del futuro estará en un chip. Es la nanomedicina, una nueva disciplina que «parece de ciencia ficción» pero está a las puertas de ser realidad. Laura Lechuga, de ascendencia leonesa, es una de las investigadoras españolas que más sabe de dispositivos para nanodiagnóstico.

En el Centro de Investigación de Nanociencia y Nanotecnología del Centro Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) de Barcelona trabaja en «fase adelantada» en el desarrollo de un biochip que servirá para realizar análisis con una microgota de sangre o de orina y que será capaz de detectar desde una infección hasta determinadas moléculas que indicarían, por ejemplo, la presencia de células cancerosas. La clave es que estos biosensores detectan los cambios moleculares.

«Se trata de un dispositivo bastante novedoso que será capaz de medir hasta 16 factores biológicos mediante sensores inteligentes que saben qué tienen que buscar en la orina o en la sangre. De lo que se trata ahora es de desarrollarlo para que sea muy pequeño y se pueda instalar en un dispositivo no mucho mayor a un smartphone», explica la investigadora.

El dispositivo se mide con los parámetros de la nanotecnología, que «permite manipular la materia a escala atómica», precisa. Su tamaño, como máximo, ha de ser de tres centímetros de largo, con cuatro micras de ancho y tres nanómetros de altura, como máximo. Hay que tener en cuenta que un nanómetro equivale a diez átomos de hidrógeno en fila. En su interior hay que encontrar espacio para los 16 sensores inteligentes. La finalidad de esta tecnología es facilitar «análisis instantáneos y con las menores molestias posibles» y abaratará mucho los costes del proceso de diagnóstico. «Ahora hay técnicas para todo tipo de diagnósticos pero hay que pasar por un proceso muy largo», subraya esta investigadora que tiene sus raíces maternas en Santa María del Páramo.

En definitiva, la herramienta es una de las líneas de investigación abiertas para procurar en un futuro inmediato «la detección precoz de enfermedades, su inmediato tratamiento a nivel personalizado y el posterior seguimiento de su evolución», explica Lechuga.

La nanotecnología, base de la nanomedicina entre otras disciplinas de nuevo cuño, es un «área emergente que nos está conduciendo a una nueva revolución industrial», apunta la investigadora.

La nanomedicina se desarrollan en tres campos: el nanodiagnóstico, la liberación controlada de fármacos y la medicina regenerativa a través de terapia génica, terapia celular e ingeniería tisular.

El nanodiagnóstico puede realizarse in vivo (los nanodispositivos pueden penetrar en el cuerpo para identificar y cuantificar un determinado patógeno o células canceígenas) o in vitro (para aplicar a pequeñas muestras de fluidos corporales o tejidos en tiempos muy cortos). Esta forma de diagnóstico es la que se prevé que llegue antes al mercado. «Los nanobiosensores son capaces de detectar en tiempo real sustancias químicas y biológicas sin necesidad de usar marcadores fluorescentes o radiactivos», apunta Laura Lechuga. Además, se prevé que tengan mayor sensibilidad que los dispositivos tradicionales.

El proyecto que desarrolla está financiado por la Fundación Botín, lo que supone un alivio en tiempos en los que la fondos públicos para investigación están en pleno retroceso en España. Licenciada en Ciencias Químicas por la Universidad de Cádiz, Laura Lechuga hizo la tesis doctoral sobre dispositivos para medir marcadores biológicos.

ANA GAITERO