El virus SARS-CoV-2, responsable de la COVID-19, mide apenas entre 60 y 120 nanómetros.
Debido a su tamaño excepcionalmente pequeño, se está aprovechando la nanotecnología para combatirlo.
Desde el diagnóstico hasta los tratamientos y las vacunas, la nanotecnología se está desarrollando y aplicando para ayudar a frenar la propagación de la enfermedad.
Se cree que el coronavirus que ha transformado el mundo y que está detrás de la pandemia de COVID-19 mide solo entre 60 y 120 nanómetros. Es tan asombrosamente pequeño que podrían caber más de 400 de estas partículas virales en el ancho de un solo cabello. De hecho, los coronavirus son tan pequeños que no podemos verlos con los microscopios convencionales y necesitamos microscopios electrónicos mucho más sofisticados para estudiarlos. ¿Cómo podemos combatir a un enemigo tan diminuto que no podemos ver?
Una solución consiste en combatir lo diminuto con lo diminuto. La nanotecnología se refiere a cualquier tecnología que sea o contenga componentes de entre 1 nm y 100 nm de tamaño. La nanomedicina, que aprovecha esta tecnología tan pequeña, se utiliza en todo, desde apósitos que contienen nanopartículas antibacterianas de plata hasta complejas máquinas de diagnóstico.
La nanotecnología también tiene un historial impresionante frente a los virus, y se utiliza desde finales de la década de 1880 para separarlos e identificarlos. Más recientemente, la nanomedicina se ha empleado para desarrollar tratamientos contra la gripe, el zika y el VIH. Y ahora se suma a la lucha contra el virus de la COVID-19, el SARS-CoV-2.
Diagnóstico
Si se sospecha que tiene COVID, se tomarán muestras con hisopos de la garganta o la nariz y se analizarán mediante la reacción en cadena de la polimerasa con transcripción inversa (RT-PCR). Este método comprueba si el material genético del coronavirus está presente en la muestra.
Aunque es muy precisa, la prueba puede tardar hasta tres días en dar resultados, requiere equipos de alta tecnología disponibles solo en un laboratorio y solo puede indicar si se tiene una infección activa en el momento en que se realiza. Sin embargo, las pruebas de anticuerpos, que detectan la presencia de anticuerpos contra el coronavirus en la sangre, pueden ofrecer resultados de inmediato, en cualquier lugar donde se realice la prueba.
Los anticuerpos se forman cuando el organismo combate un virus. Son proteínas diminutas que buscan y destruyen a los invasores identificando los marcadores químicos de los gérmenes, llamados antígenos. Esto significa que las pruebas de anticuerpos no solo pueden indicar si se tiene coronavirus, sino también si se ha tenido previamente.
Las pruebas de anticuerpos utilizan nanopartículas de materiales como el oro para capturar los anticuerpos de una muestra de sangre. Luego, estas se desplazan lentamente a lo largo de una pequeña tira de papel y se adhieren a una línea de prueba de antígenos a la que solo se une el anticuerpo del coronavirus. Esto hace visible la línea e indica que hay anticuerpos presentes en la muestra. Estas pruebas tienen una precisión superior al 95 % y pueden ofrecer resultados en 15 minutos.
Vacunas y tratamiento
Un punto de inflexión importante en la lucha contra el coronavirus será el desarrollo de una vacuna eficaz. Las vacunas suelen contener una forma inactiva de un virus que actúa como antígeno para entrenar el sistema inmunitario y permitirle desarrollar anticuerpos. De este modo, cuando entra en contacto con el virus real, el sistema inmunitario está preparado y en condiciones de resistir la infección.
Sin embargo, existen algunas limitaciones, ya que el material de las vacunas convencionales puede degradarse prematuramente en el torrente sanguíneo y no siempre llega al lugar objetivo, lo que reduce la eficacia de la vacuna. Una solución consiste en encerrar el material de la vacuna dentro de una nanocápsula mediante un proceso llamado encapsulación.
Estas cápsulas están hechas de grasas llamadas lípidos y pueden tener un grosor de tan solo 5 nm de diámetro, lo que equivale a 50 000 veces menos que el grosor de una cáscara de huevo. Las nanocápsulas protegen la vacuna interna para que no se degrade y, además, pueden decorarse con moléculas que se dirigen a células específicas para hacer más eficaz la administración de su carga.
Esto puede mejorar la respuesta inmunitaria de las personas mayores a la vacuna. Y, lo que es fundamental, las personas suelen necesitar dosis más bajas de estas vacunas encapsuladas para desarrollar inmunidad, lo que significa que se puede producir con mayor rapidez la cantidad suficiente para vacunar a una población entera.
La encapsulación también puede mejorar los tratamientos virales. Una de las principales causas de muerte de los pacientes con virus en cuidados intensivos es el «síndrome de dificultad respiratoria aguda», que se produce cuando el sistema inmunitario genera una respuesta excesiva. Las vacunas encapsuladas pueden dirigirse a zonas específicas del cuerpo para administrar fármacos inmunosupresores directamente a órganos concretos y ayudar a regular la respuesta del sistema inmunitario.
Reducción de la transmisión
Es difícil exagerar la importancia de usar mascarillas y lavarse las manos para reducir la propagación de la COVID-19. Sin embargo, las mascarillas convencionales pueden tener dificultades para detener las partículas más penetrantes de las gotículas respiratorias, y muchas solo pueden usarse una vez.
Los nuevos tejidos fabricados con nanofibras de 100 nm de grosor y recubiertos de óxido de titanio pueden retener gotículas de menos de 1000 nm, por lo que estas pueden destruirse con la radiación ultravioleta (UV) de la luz solar. Las mascarillas, los guantes y otros equipos de protección personal (EPP) fabricados con estos tejidos también pueden lavarse y reutilizarse, y son más transpirables.
Otro nanomaterial importante es el grafeno, que se forma a partir de una única capa en forma de panal de átomos de carbono; es 200 veces más resistente que el acero, pero más ligero que el papel. Los tejidos con grafeno pueden capturar virus e impedir que los atraviesen. Los EPP que contienen grafeno podrían ser más resistentes a perforaciones, llamas, radiación UV y microbios, además de ser ligeros.
El grafeno tampoco se limita a los tejidos. Las nanopartículas podrían colocarse en superficies de lugares públicos que puedan facilitar especialmente la transmisión del virus.
Estas tecnologías son solo algunas de las formas en que la nanociencia contribuye a la lucha contra la COVID-19. Aunque no existe una respuesta única para una pandemia mundial, estas pequeñas tecnologías tienen sin duda el potencial de ser una parte importante de la solución.
