La nanotecnología de materiales metálicos representa un campo emergente que ha transformado significativamente la biomedicina. En particular, las nanopartículas de oro (NPsAu) se destacan en diversas aplicaciones, tales como terapia, imágenes, detección, diagnóstico y administración precisa de fármacos [1]. Gracias a su estabilidad e inercia biológica, estas nanopartículas ofrecen una alta biocompatibilidad y baja toxicidad. Además, exhiben propiedades ópticas y electrónicas únicas [2], lo que las convierte en herramientas ideales para el tratamiento y diagnóstico de enfermedades. A continuación se describirán algunas de las aplicaciones biomédicas de estas nanopartículas.

Técnicas de Imagen y Terapias Basadas en la Luz

Las NPsAu mejoran la calidad de imágenes en técnicas biomédicas como la tomografía de coherencia óptica (OCT), la cual proporciona imágenes de alta resolución de las estructuras en la parte posterior del ojo (esta puede utilizarse para identificar una inflamación de la retina) [3] y la resonancia magnética (RMN) [4]. Las propiedades ópticas de estas nanopartículas permiten una mejor resolución y contraste en las imágenes médicas, debido a que poseen una fuerte capacidad de absorción de luz debido a la resonancia de plasmón superficial localizado [5], este fenómeno se da por la interacción entre los electrones libres de las nanopartículas de oro y los campos eléctricos oscilantes de la luz incidente, cuya posición de banda dependerá del entorno, tamaño y dimensiones físicas de las mismas [6].

Terapias Dirigidas y Diagnósticos

Las nanopartículas de oro (NPsAu) pueden ser utilizadas como vectores para la entrega de genes terapéuticos. Su tamaño nanométrico les permite penetrar eficientemente en las células y liberar el material genético necesario para corregir defectos a nivel molecular [7]. Además, funcionan como sensores capaces de detectar biomoléculas específicas. Esto se logra mediante la modificación de la superficie de las NPsAu con anticuerpos o aptámeros, permitiendo que se unan selectivamente a marcadores biológicos y facilitando la detección temprana de enfermedades [6]. Esta capacidad se ve potenciada por la facilidad de funcionalización de las nanopartículas, es decir, su capacidad para ser modificadas químicamente o físicamente en su superficie para interactuar de manera efectiva con moléculas y sistemas orgánicos [2].

Administración de Fármacos

Las NPsAu pueden ser configuradas para transportar medicamentos directamente a las células objetivo, mejorando así la efectividad del tratamiento y disminuyendo los efectos secundarios. Estas NPs pueden ser modificadas con fármacos y moléculas de direccionamiento, lo que facilita una liberación controlada del medicamento en el lugar específico de la enfermedad [7].

Ablación Fototérmica de Células Cancerígenas

Las NPsAu pueden ser usadas para destruir células cancerosas mediante calentamiento localizado. Las nanopartículas de oro pueden acumularse en tumores y, al ser irradiadas con luz de una longitud de onda específica, las partículas absorben la energía y la convierten en calor, destruyendo las células malignas sin dañar los tejidos circundantes, ya que este tipo de nanopartículas convierten eficientemente la energía de luz en calor [2].

El uso de nanopartículas de oro en el campo medicinal ofrece grandes ventajas, principalmente debido a su biocompatibilidad, lo que permite su empleo en la administración de fármacos, terapias fototérmicas y génicas, sin inducir una respuesta inmune significativa. Además, son útiles como sensores y agentes de contraste en imagenología, gracias a sus óptimas propiedades optoelectrónicas. No obstante, a pesar de las prometedoras aplicaciones, aún quedan muchos desafíos respecto a la implementación de la nanotecnología del oro en la biomedicina. Estos incluyen la producción a gran escala, la estandarización de protocolos y la evaluación de la seguridad a largo plazo.

Referencias Bibliográficas

[1] Dykman, L., & Khlebtsov, N. (2012). Gold nanoparticles in biomedical applications: recent advances and perspectives. Chemical Society Reviews, 41(6), 2256-2282.

[2] Versiani, A. F., Andrade, L. M., Martins, E. M., Scalzo, S., Geraldo, J. M., Chaves, C. R., … & Da Fonseca, F. G. (2016). Gold nanoparticles and their applications in biomedicine. Future Virology, 11(4), 293-309.

[3] Khazaeni, L. M. (s/f). Evaluación del paciente oftalmológico. Manual MSD versión para profesionales. Recuperado el 21 de junio de 2024, de https://www.msdmanuals.com/es-co/professional/trastornos-oft%C3%A1lmicos/abordaje-del-paciente-oftalmol%C3%B3gico/evaluaci%C3%B3n-del-paciente-oftalmol%C3%B3gico

[4] Fernández, T. (2014). Caracterización de nanopartículas magnéticas y de oro para posibles aplicaciones biomédicas en diagnóstico y terapia. Tesis doctoral. Universidad Politécnica de Madrid.

[5] Jain, P. K., Huang, X., El-Sayed, I. H., & El-Sayed, M. A. (2008). Noble metals on the nanoscale: optical and photothermal properties and some applications in imaging, sensing, biology, and medicine. Accounts of chemical research, 41(12), 1578-1586.

[6]Gold nanoparticles: Properties and applications. (s/f). Sigmaaldrich.com. Recuperado el 21 de junio de 2024, de https://www.sigmaaldrich.com/CO/es/technical-documents/technical-article/materials-science-and-engineering/biosensors-and-imaging/gold-nanoparticles

[7] Yeh, Y. C., Creran, B., & Rotello, V. M. (2012). Gold nanoparticles: preparation, properties, and applications in bionanotechnology. Nanoscale, 4(6), 1871-1880.

[8] Dykman, L. A., & Khlebtsov, N. G. (2011). Gold nanoparticles in biology and medicine: recent advances and prospects. Acta Naturae (англоязычная версия), 3(2 (9)), 34-55.