Nuevas Tecnologías: Nanoimanes para eliminar residuos patógenos en la sangre

Los científicos han tenido éxito al limpiar una toxina de la sangre en apenas unos minutos, usando nanoimanes especialmente diseñados. El procedimiento parece prometedor. Si el método puede ponerse en práctica, un día podría ayudar a la gente con sepsis de forma rápida y eficiente.

Tienen apenas 30 nanómetros (30 millonésimas de milímetro) de diámetro, y menos de un gramo es suficiente para limpiar toda la sangre humana de una toxina específica en unas pocas horas: son nanoimanes especialmente preparados. Al menos esto es lo que se ha demostrado en los primeros ensayos in vitro con sangre humana.

Imanes específicos

En su tesis doctoral realizada bajo el auspicio de la profesora del ETH Wendelin Stark, Inge Herrmann del Instituto de Química y Ciencias de Bioingeniería en el ETH de Zurich ha equipado, en cooperación con el Hospital Universitario de Zurich, los diminutos imanes de forma que puedan unirse a sustancias que causan enfermedades en la sangre. Los científicos comprobaron las propiedades de sus imanes con toda la sangre humana. Dado que la sangre tiene una alta viscosidad, mezclaron imanes relativamente fuertes con la sangre agitándola suavemente. En menos de cinco minutos, los imanes se habían unido casi por completo a las toxinas correspondientes. “La velocidad a la que las moléculas se unían a los imanes depende de su constante de unión”, dice Herrmann. “Cuanto mayores son las constantes, más rápidamente el anticuerpo del imán, por ejemplo, se une al antígeno”. Siguiendo el éxito del procedimiento, los científicos “pescaron” los imanes de la sangre con un imán permanente acoplado al exterior del vaso.

“Pescando” moléculas de distintos tamaños

La lisa superficie carente de poros de los imanes tiene dos grandes ventajas: una gran capacidad para unirse y una buena accesibilidad para las sustancias a las que se unen, los ligandos. Esto evita una difusión lenta en los poros, tal como ocurre con los métodos convencionales. Otro aspecto importante del método es que pueden eliminarse de la sangre selectivamente contaminantes de distintos tamaños y pesos, aunque sustancias vitales de tamaño similar, tales como anticuerpos del sistema inmune o proteínas del plasma, siguen en la sangre.

Las moléculas pequeñas que pueden hacer que enferme una persona cuando se presentan en exceso, tales como urea, potasio o creatinina, se eliminan convencionalmente de la circulación sanguínea a través de los métodos de diálisis, filtración o absorción. No obstante, las propias sustancias que provocan la enfermedad en el cuerpo o toxinas introducidas a veces tienen moléculas que son demasiado grandes para permitir que sean eliminadas por tales métodos, dado que de otra forma también se perderían las moléculas vitales. Hasta el momento, la única solución ha sido un intercambio completo de todo el plasma de la sangre. Si se tuviese éxito al poner el práctica la purificación de la sangre usando imanes específicos, los científicos están convencidos de que sería en gran avance médico. Para Herrmann, lo más interesante es que los imanes pueden unirse incluso a las moléculas más pequeñas en el rango pico-molar. Esto es particularmente importante en el caso de las proteínas, que son responsables de los procesos inflamatorios.

Una prometedora aproximación

En contraste con un estudio anterior, en cuyo trabajo se llevó a cabo con aproximadamente 45 veces más imanes y en el cual se destruyeron los glóbulos rojos, los científicos no detectaron efectos negativos en la fisiología de la sangre. Ni los glóbulos rojos ni la coagulación sanguínea quedaron dañadas. Los miedos de que los imanes pudiesen liberar demasiado hierro en la sangre eran infundados, dicen. Por una cosa, están encapsulados en una cobertura de carbono, y por otra, son muy resistentes al ácido y la temperatura. E incluso si, a pesar de eso, la mitad de los imanes se disolvieran en la sangre, la cantidad de hierro liberada sería menor que la dada en el caso de falta de hierro.

Si el procedimiento puede aplicarse con éxito a los organismos vivos se probará en una etapa posterior. De ser así, podría ser un suplemento ideal para los tratamientos convencionales en el caso de envenenamiento grave, sepsis, desórdenes metabólicos y enfermedades autoinmunes.