Cómo las tecnologías diminutas están ayudando a abordar la pandemia mundial


Se cree que el coronavirus que altera el mundo detrás de la pandemia COVID-19 es justo 60 nanómetros a 120 nanómetros en tamaño. Esto es tan increíblemente pequeño que podría caber más de 400 de estas partículas de virus en el ancho de un solo cabello en su cabeza. De hecho, los coronavirus son tan pequeños que no podemos verlos con microscopios normales y se requieren microscopios electrónicos mucho más elegantes para estudiarlos. ¿Cómo podemos luchar contra un enemigo tan minúsculo que no podemos verlo?

Una solución es luchar contra lo diminuto. Nanotecnología se refiere a cualquier tecnología que sea o contenga componentes de entre 1 nm y 100 nm de tamaño. La nanomedicina que aprovecha una tecnología tan pequeña se utiliza en todo, desde emplastos que contienen nanopartículas antibacterianas de plata hasta máquinas de diagnóstico complejas.

La nanotecnología también tiene un historial impresionante contra los virus y se ha utilizado desde finales de la década de 1880 para separarlos e identificarlos. Más recientemente, la nanomedicina se ha utilizado para desarrollar tratamientos para gripe, zika y VIH. Y ahora se une a la lucha contra el virus COVID-19, SARS-CoV-2.

Diagnóstico

Si se sospecha que tiene COVID, se tomarán muestras de su garganta o nariz y se analizarán mediante la reacción en cadena de la polimerasa con transcripción inversa (RT-PCR). Este método verifica si hay material genético del coronavirus presente en la muestra.

A pesar de ser muy precisa, la prueba puede durar hasta tres dias para producir resultados, solo requiere equipos de alta tecnología accesible en un laboratorio, y solo puede saber si tiene una infección activa cuando se realiza la prueba. Pero las pruebas de anticuerpos, que comprueban la presencia de anticuerpos de coronavirus en su sangre, puede producir resultados de inmediato, donde sea que se realice la prueba.

Anticuerpos se forman cuando su cuerpo lucha contra un virus. Son proteínas diminutas que buscan y destruyen a los invasores buscando los marcadores químicos de los gérmenes, llamados antígenos. Esto significa que las pruebas de anticuerpos no solo pueden indicar si tiene coronavirus, sino también si lo ha tenido anteriormente.

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Uso de pruebas de anticuerpos nanopartículas de materiales como el oro para capturar cualquier anticuerpo de una muestra de sangre. Estos luego viajan lentamente junto con un pequeño trozo de papel y se adhieren a una línea de prueba de antígeno a la que solo se unirá el anticuerpo del coronavirus. Esto hace que la línea sea visible e indica que hay anticuerpos presentes en la muestra. Estas pruebas son más que 95% de precisión y puede dar resultados en 15 minutos.

Vacunas y tratamiento

Un punto de inflexión importante en la batalla contra el coronavirus será el desarrollo de un vacuna exitosa. Las vacunas a menudo contienen una forma inactiva de un virus que actúa como un antígeno para entrenar su sistema inmunológico y permitirle desarrollar anticuerpos. De esa manera, cuando se encuentra con el virus real, su sistema inmunológico está listo y es capaz de resistir la infección.

Pero hay algunas limitaciones porque el material típico de la vacuna puede descomponerse prematuramente en el torrente sanguíneo y no siempre llega a la ubicación objetivo, lo que reduce la eficacia de una vacuna. Una solución es encerrar el material de la vacuna dentro de una nanoconcha mediante un proceso llamado encapsulamiento.

Estas conchas están hechas de grasas llamadas lípidos y pueden ser tan delgadas como 5 nm de diámetro, que es 50.000 veces más delgada que la cáscara de un huevo. Las nanocapas protegen la vacuna interna para que no se descomponga y también pueden estar decorado con moléculas que se dirigen a células específicas para hacerlas más efectivas en la entrega de su carga.

Esto puede mejorar el sistema inmunológico respuesta de las personas mayores a la vacuna. Y lo que es más importante, las personas suelen necesitar dosis más bajas de estas vacunas encapsuladas para desarrollar inmunidad, lo que significa que puede producir más rápidamente lo suficiente para vacunar a un La población entera.

La encapsulación también puede mejorar los tratamientos virales. Una contribución importante a la muerte de pacientes con virus en cuidados intensivos es el «síndrome de dificultad respiratoria aguda», que se produce cuando el sistema inmunológico produce una respuesta excesiva. Las vacunas encapsuladas pueden dirigirse a áreas específicas del cuerpo para administrar medicamentos inmunosupresores directamente a los órganos seleccionados y ayudar a regular la respuesta de nuestro sistema inmunológico.

Reducción de transmisión

Es difícil exagerar la importancia de usar máscaras faciales y lavarse las manos para reducir la propagación del COVID-19. Pero los revestimientos faciales típicos pueden tener problemas para detener las partículas más penetrantes de las gotas respiratorias, y muchas solo se pueden usar una vez.

Los nuevos tejidos fabricados con nanofibras de 100 nm de grosor y recubiertos de óxido de titanio pueden atrapar gotas de menos de 1000 nm y, por lo tanto, pueden ser destruidas por radiación ultravioleta (UV) de la luz del sol. Mascaras, guantes y otros equipos de protección personal (EPP) fabricados con dichos tejidos puede también ser lavadas y reutilizadas, y son más transpirables.

Primer plano de fibras intrincadamente tejidas.

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