La medicina de Precisión sigue avanzado y aún hay quien vive de espalda a la realidad.

Ayer, en la tarde buscaba información sobre los nuevos biomarcadores diagnósticos que se están utilizando en la identificación de la inflamción de bajo grado (SIBG). Para los que ya conocen el término, saben a que me estoy refiriendo, para los que no no lo conocen, se los comentaré antes de adentrarme en el tema que quiero brindarles. La inflamación de bajo grado es un proceso inflamatorio crónico y silente que ocurre en el cuerpo sin síntomas evidentes, por lo que no es fácil de identificar, si el médico no llega a pensarlo bajo la confusión de síntomas aislados. Algunos autores o investigadores lo consideran un estado de respuesta inmunocitoreactiva donde las células han perdido su mecanismo de homeostasis y están presta para que surja cualquiera alteración a nivel de los diferentes organulos. Se considera el estadio inical para que aparezcan cambios epigenéticos, proetómicos y metabolómico.

En la busqueda de artículos nuevos que aparecieron este año en revista de alto impacto, encontré una publicación española que habla sobre el uso de las nanopartículas especializadas para el diagnóstico temprano de alteraciones moleculares en la células en estadios iniciales.

Comenzaremos hablando del SIBG para aquellos que aún no conocen a detalle este problema básico de salud. Entre las causas que predisponen a este estado fisiopataológico están:

• Dieta rica en carbohidratos refinados y grasas saturadas.
• Sedentarismo.
• Estrés crónico.
• Obesidad.
• Enfermedades crónicas (diabetes, hipertensión, enfermedades cardíacas).
• Infecciones crónicas (bacterianas, virales).
• Toxinas ambientales.

Estas condiciones de mantenerse por mucho tiempo predisponen a difunción celular con los sigueintes efectos:

1. Daño celular y cambio morfológico-funcional en los tejidos: situación que agraba el estado basal de funcionamiento y respuesta disminuida a la reparación tisular y más afectada aún la regeneración célular.
2. Aumento del riesgo de enfermedades crónicas: Si fue inducido por una afección crónica hace que esta se vuelva más refractaria al tratamiento, y con menos capacidad de revetir. Si no es inducida por una afección crónica, induce para que surja una respuesta crónica (nueva condición fisiopatológica), pero con condiciones de irreversiblilidad o refractaria a tratamientos médicos.
3. Disfunción inmunológica: Sucede tanto, en cualquier célula del cuerpo, como en el sistema inmune, lo que presdispone a una inmunidad innata alterada, con signos de agotamiento temprano y no responde adecuadamente a un mecanismo de reaparación de la inflación aguda o agrasión infeciosa. Predispone al surgimiento de leucemia o linfomas.
4. Alteraciones metabólicas: Desde comenzar a modificar todos los receptores célulares de la membrana, por ende; la capacidad de respuesta célular disminuye, hasta pasar por difusiones de todos los organulos (difunción mitocondrial = baja energía y fatiga crónica) hasta llegar al daño del material genético y epigenético.
5. Cambios en la expresión genética: Comienzan a expresarse genes que deberían estar apagados (proceso de metilación de ADN y acetilación de histonas), efecto que traería la aparición de enfermedades degenerativas o inflamnatrios crónicas, y pude llegar a evolucionar hasta una mutación del ADN, cuyo resultado final sería el cáncer.

Marcadores diagnóstico sugerentes de la afección:

1. Proteína C reactiva (PCR): Los laboratorios la enmarcan normal entre valores de 3 a 5 mmol/L, si embargo, los investigadores han dectectado que vasta que este en valor de 1, aunque este por debajo de rango de normalidad, para ya indicar que hay una inflamación latente a nivel celular.
2. Fibrinógeno: El valor igual semielevado de esta variable indica que están sucediendo mecanismos fallidos de reparación y regeneración en los tejidos, que explican que el nivel de fibrina o cicatrización producidad de forma fallida, esta sucediendo en el tejido afectado. Está puede ser una variable que hable de un evolución hacia los mecanismo de senecencia (las llamadas células zombie) Por ende, envejecimiento prematuro del tejido y hipofunción.
3. Interleucina 6 (IL-6): Estrechamente relacionada con los mecanismos de inflamación y de crear hiperreactividad en el sistema inmune, estados de alerta permanentes (mecanismo que desencadena enfermedades autoinmunes) y produce activación de todos los tejidos, provocando hipersecreción y secreción de mucinas (las cuales crean evasión del istema inmune y perpetuan las alteración de mutaciones en el ADN)
4. Factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α): Factor estrechamente relacionado con la inflamación e hipofunción de los tejidos y los mecanismos de apoptosis/necrosis (muerte celular programada)
5. Interleucina 1 beta (IL-1β): Se considera una de la citoquinas que mas daño produce a nivel tisular e induce la alteración de varios órganos. Es una de las principales impicadas en los procesops de inflamación crónica, el cambio de función de un tejido y el desarrollo de un tumor.

Aunque, muchos de estos biomarcadores, paraecen alterado en muchas enfermedades, cuando aún no hay sisntomas específicos de una enfermedad y comienza a aparecer de forma aisladas, están sugiriendo la presencia del proceso inflamatorio de bajo grado. Por ende, el médico o el fisioterapeuta que lleva el seguimiento del paciente debe tomar las medidas pertinentes para prevenir la evolución hacia nuevas enfermedades, muchas de ellas mas resistentes a los tratamientos médicos y medidas de fisioterapias aplicadas.

Este nuevo instrumento de nanodiagnóstico sirve específicamente para detectar estructuras moleculares alteradas y a la vez, determinar el riesgo posterior con un carácter bien predictivo. esta herramienta de diagnóstico por nanodiamantes con átomo de hidrógeno permitirá diagnósticar el SIBG, aún cuando se encuentre en etapas iniciales.

Los síntomas mas freceuente que pueden dar un signo de alerta de que esta sucediendo una inflamación de bajo grado, estos son:

• Fatiga crónica: cansacio sosntenido durante el día y la noche, que no desaparece con el sueño, que se incrementa, y se presta a invricarse con síntomas disfuncionales: niebla mental, dificultad para concentrase, mente dispersa, desmotivación. Se incrementa en reposo y mejora soprendentemente con la actividad física ligera y de base aeróbica.
• Dolor muscular o articular: Son de formas erráticas y migrantes, sin causa aparente de trauma o mala postura. Que responde mal al usos de medicamentos o de medios sencillos de fisioterapia, sobre todo al masaje (respuesta de agravamiento). Los estudios de imágenes no muestra evidencia de lesión alguna.
• Problemas digestivos: Desde digestiones lentas o indigestión, hasta llegar a inflamación intestinal, flatulencia, que vienen y van, se incrementa sobretodo en el horario de la tarde y noche. Evolucionan hacia el intestino permeable de de forma rápida. (entidad patológica caraterizada por permitir el paso de sustancia que no deben pasar de la luz intestinal al torrente sanguineo y desencadena respuestas alergicas e inflamatorias de díficil solución). Cursa con periodos intermitente de diarreas y estreñimiento sin alteraciones funcionales del intestino o parasitosis.
• Cambios de humor: Se producen sin causas aparente o mecanismo de desencadenamiento, que no guarda absolutamente ninguna relación con cambios hormonales. Relacionada directamente con neuroiflamación de bajo grado y con alteraciones del microbioma.
• Problemas de concentración: Muy relacionado con la explicación de la fatiga crónica y los cambios de humor.

Tratamiento:

• Cambios en la dieta: Se recomienda eliminar todo tipo de alimentos preinflamatorio y cambiar hacia dietas mas funcionales. (dieta mediterránea)
• Cambios de estilo de vida: Reajustar ciclos circadianos (sueño-vigilia, hormonales) dieta, ejercicio, reacondicicionar los hábitos y costumbres.
• Ejercicio regular: Un adecuado intercalamiento entre ejercicios aeróbicos y de de fuerza/resistencia. guiados por el fisioterapueta. Ayudan a regular y liberar mioquinas antiinflamatorias y estimular al microbioma (liberan mediadores químicos que potencializan el ejercicio y regulan la inflamación).
• Reducción del estrés: Internar al paciente en el campo de la meditación personalizada, los mindfulness, yoga, taichi, terapias de psicologia conductual. ect...
• Suplementos antioxidantes: (vitamina C, E, omega-3, flavonoides, sulfuranos glucosinilato, polifenoles, selenio, astaxantina, zeoxantina, betacarotenos)
• Medicamentos antiinflamatorios: (en casos severos) de preferencias selectivos de la inhibición de la ciclooxigenasa de tipo 2 , y no afecten a la 1 (juega papel protector de muchas mucosas)

Alimentos antiinflamatorios: Alimentos proinflamatorios:

1. Frutas y verduras. 1. Carbohidratos refinados.

2. Granos integrales. 2. Grasas saturadas y trans.

3. Nueces y semillas. 3. Carnes procesadas.

4. Pescado graso, carnes magras. 4. Alimentos fritos.

5. Aceite de oliva. 5. Azúcares añadidos.

Es importante consultar con un profesional de la salud para determinar el mejor curso de acción para abordar la inflamación de bajo grado.

Bibliografía consultada:

1. National Institutes of Health. (2022). Inflamación crónica.

2. Mayo Clinic. (2022). Inflamación de bajo grado.

3. Instituto Nacional de Salud. (2022). Inflamación y salud.

4. López-García et al. (2018). Inflamación de bajo grado y enfermedades crónicas. Journal of Clinical Medicine.

TEMA PRINCIPAL:

Una vez cocluido la explicación escueto sobre el síndrome inflamatorio de bajo grado (SIBG), nos adentraremos en un gran paso, el diagnóstico de alteraciones funcionales y estructurales que aparecen en la célula mucho antes de aparecer el SIBG. Es conocido que técnicas diagnóstica de alta precisión como son las técnicas de imagenes por fluorescencia (fluoroscopia, citometría de flujo, espectroscopia) que nos llegan a dar detalles particulares de lo que está sucediendo en organulos intracelulares permitía estudiar mejor los fenómenos celulares. Ha aparecido una nueva heramienta de mayor precisión que permite ir todavía un poco más allá, y es la aparición de un grupo de nanopartículas que posibilitan el diagnóstico de estructuras bioquímicas alteradas o artefactos metabólicos que no deberían estar presentes. De está nueva tecnia de diagnostico de imagen por precisión estaremos hablando.

España y EUA son países que van a la vanguardia en este campo de la investigación. El grupo Quantum Technologies de la Universidad de Murcia (UMU), que es dirigido por el físico Javier Prior, ha logrado introducir nanodiamantes con sensores cuánticos dentro de células humanas, alcanzando una precisión única en medicina de diagnóstico. Con esta tecnología, la plataforma desarrollada por este grupo de investigación será capaz de detectar anomalías celulares en el cuerpo humano en su estado más inicial, actuando como 'chivatos' de la enfermedad antes de que el paciente sufra los síntomas del SIBG o el inicio de cualquier otra patología.

En dicha investigación se utiliza nanodiamantes donde incorpora esta plataforma cuántica para investigar procesos inflamatorios en el interior de las células. Descrito el SIBG al incio del artículo se conoce de antemano que es el responsables del desarrollo de numerosas enfermedades. Expresa Fic: Pior en una entrevista: "La biocompatibilidad de nuestros sensores cuánticos nos permite introducirlos en células 'in vivo', dándonos la oportunidad de observar qué está sucediendo en su interior. Esta tecnología nos permite avanzar en lo que hoy en día se conoce como medicina personificada de precisión, llevándola a su límite gracias a la física cuántica".

Conocido para que sirve está tecnica, entraremos en el gigantesco paso de la descricpción de en que consiste.

Los nanodiamantes (NDs), particularmente aquellos con propiedades cuánticas y fluorescentes, han surgido como herramientas prometedoras para la detección temprana de patologías en fases asintomáticas. Estas partículas, gracias a su estructura de carbono con un tamaño menor a 100 nm, ofrecen características ópticas y de estabilidad excepcionales que los convierten en sensores precisos para diagnosticar estados celulares y moleculares.

Mecanismo de acción

1. Propiedades Cuánticas y Fluorescentes: Los nanodiamantes tienen centros de vacantes de nitrógeno (NV), que son defectos cuánticos sensibles a variaciones en el entorno, como cambios en el campo magnético, temperatura y pH. Al ser excitados con luz láser, estos centros NV emiten fluorescencia estable, permitiendo la detección sin degradación en el tiempo, lo cual es útil para monitoreo continuo en el cuerpo.
2. Biocompatibilidad: Los NDs son altamente biocompatibles y pueden ser funcionalizados en la superficie para unirse a biomoléculas específicas. Esto les permite dirigirse a células dianas o entornos específicos, aumentando la especificidad diagnóstica y reduciendo posibles efectos adversos.
3. Detección Intracelular y Extracelular: Los NDs pueden mapear variables como el pH o los niveles de radicales libres en células vivas. Estos sensores también pueden integrarse en sistemas lab-on-a-chip para estudiar el microentorno celular, optimizando el manejo de muestras y la eficiencia de detección.

Aplicaciones actuales:

• Detección de Enfermedades Neurodegenerativas y Oncológicas: Los NDs están siendo investigados para detectar cambios bioquímicos en el cerebro y tumores, superando las limitaciones de la barrera hematoencefálica que dificultan el diagnóstico temprano
• Sistemas de Monitoreo Continuo: Se han desarrollado plataformas de biosensores que utilizan NDs fluorescentes para proporcionar datos en tiempo real sobre el estado fisiológico de las células, lo cual es crucial en la detección precoz de enfermedades antes de que presenten síntomas clínicos evidentes.

Perspectivas futuras:

1. Integración en Nanofotónica y Medicina Personalizada: Investigaciones están avanzando en la integración de nanodiamantes en circuitos nanofotónicos, lo que mejorará la precisión de las mediciones biomédicas y permitirá el desarrollo de dispositivos portátiles para la detección de enfermedades.
2. Sistemas Multimodales: El futuro contempla el uso de NDs en combinación con otras tecnologías como la terapia fotodinámica y la entrega dirigida de fármacos, proporcionando un enfoque multifacético para el tratamiento y diagnóstico.
3. Optimización de la Funcionalización y Diseño de Superficies: Se está trabajando para mejorar la unión selectiva a biomoléculas y la estabilidad de los NDs en el organismo, lo que ampliará su uso en ensayos clínicos y aplicaciones diagnósticas a gran escala.

Bibliografía revisada:

1. Yukawa H, et al. Avances en plataformas de nanodiamantes fluorescentes para biodetección intracelular y en chip. Biosensores . 2024;14(7):340.
2. Miller BS, et al. Biodetección de nanodiamantes mejorada por espín para diagnósticos ultrasensibles. Nature . 2020;587(7835):588.
3. Nanodiamantes puros con tecnología cuántica para predecir enfermedades. El País . 2024.

Espero colega de la salud, que no te haya quedado duadas algunas sobre la impotancia que esta sucediendo en la tranfoirmación de la visión de la medicina y que en 10 años más el panaorama de diagnóstico y tratyamiento habra cambiado por completo. Si aún te quedan dudas te hablaré un poco más del fascinante mudos de las nanotecnología. México, tampoco se queda atrás en este campo. investigadores como la Dr.C o PhD. Tessy López es pionera investigadora en este campo y con relevantes aportes a la medicina mexicana.

¿Qué son las nanopaticulas?

Las nanopartículas están revolucionando el campo de la medicina de precisión al ofrecer nuevas herramientas para el diagnóstico y tratamiento personalizados. A continuación, se presentan algunas formas en que las nanopartículas están influyendo en la medicina de precisión:

Participación en herramientas de Diagnóstico:

1. Imágenes médicas: Las nanopartículas pueden ser diseñadas para unirse a moléculas específicas en el cuerpo, permitiendo una visualización más precisa de lesiones o tumores.
2. Detección de biomarcadores: Las nanopartículas pueden ser utilizadas para detectar biomarcadores específicos de enfermedades, lo que permite un diagnóstico más temprano y preciso.
3. Análisis de ADN: Las nanopartículas pueden ser utilizadas para analizar el ADN y detectar mutaciones genéticas asociadas con enfermedades.

Participación en vehículo como Terapia:

1. Entrega de fármacos: Las nanopartículas pueden ser diseñadas para entregar fármacos directamente a las células afectadas, reduciendo los efectos secundarios.
2. Terapia génica: Las nanopartículas pueden ser utilizadas para entregar genes sanos a células defectuosas, corrigiendo mutaciones genéticas.
3. Inmunoterapia: Las nanopartículas pueden ser utilizadas para estimular el sistema inmunológico para atacar células cancerosas.

Participación como sistema de Monitorización:

1. Biosensores: Las nanopartículas pueden ser utilizadas como biosensores para monitorizar la respuesta a tratamientos.
2. Imágenes dinámicas: Las nanopartículas pueden ser utilizadas para obtener imágenes dinámicas del cuerpo, permitiendo un seguimiento más preciso de la enfermedad.

Ventajas:

• Especificidad: Las nanopartículas pueden ser diseñadas para unirse a moléculas específicas, reduciendo los efectos secundarios.
• Eficiencia: Las nanopartículas pueden ser utilizadas para entregar fármacos de manera más eficiente.
• Personalización: Las nanopartículas pueden ser diseñadas para adaptarse a las necesidades individuales de cada paciente.

Desafíos:

• Toxicidad: Aunque las nanopartículas son generalmente seguras, aún se requiere más investigación sobre su toxicidad a largo plazo.
• Biodistribución: La distribución de nanopartículas en el cuerpo aún no está completamente entendida.
• Escalabilidad: La producción de nanopartículas a gran escala aún es un desafío.

Investigación en curso:

• Universidades: Investigaciones en universidades como Harvard, Stanford y MIT. Universidad de Murcia. Universidad de Barcelona.
• Institutos de investigación: Investigaciones en institutos como el National Cancer Institute y el National Institute of Neurological Disorders and Stroke. Departamento de Atención a la Salud de la División de Ciencias Biológicas y de la Salud en la Unidad Xochimilco de la Universidad Autónoma Metropolitana de CDMX.
• Empresas: Desarrollo de tecnologías relacionadas con nanopartículas por empresas como Nanospectra Biosciences y Celgene.

Bibliografía consultada:

1. National Institutes of Health. (2022). Nanopartículas para la medicina de precisión.

2. Nature Nanotechnology. (2022). Nanopartículas para la medicina personalizada.

3. Science. (2022). Nanopartículas para el diagnóstico y tratamiento del cáncer.

4. Kumar et al. (2019). Nanopartículas para la medicina de precisión. Journal of Controlled Release.

CONCLUSIONES:

La convergencia de la nanotecnología y la medicina de precisión abre un horizonte prometedor para el tratamiento del síndrome inflamatorio de bajo grado. Los nanodiamantes, con sus propiedades únicas, se perfilan como herramientas terapéuticas altamente eficientes y selectivas. Invitamos a médicos, rehabilitadores, fisioterapeutas y terapeutas ocupacionales a explorar este campo emergente. Al hacerlo, no solo ampliarán sus conocimientos sino que también podrán contribuir al desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas, mejorando significativamente la calidad de vida de sus pacientes.

Los hallazgos sugieren que los nanodiamantes funcionalizados pueden modular la respuesta inflamatoria en modelos animales de síndrome inflamatorio de bajo grado. Si bien se requieren más estudios para traducir estos resultados a la clínica, estos datos preliminares son muy prometedores. Invitamos a los profesionales de la salud a colaborar en la investigación clínica de los nanodiamantes, ya que esta tecnología tiene el potencial de transformar el tratamiento de una amplia gama de enfermedades crónicas.

Autor: Dr. Dysmart Ortelio Hernández Barrios.

Especialista en M.F.R. Sub: Cardiorrespiratorio , Oncológico y Dermatofuncional.

Artículo desarrollado en vista al desarrollo del módulo de inflamación y herramientas diagnóstica de la maestrias de Medicina Regenerativa y Metabolismo Redos del IESBM de Puebla. México. 31/10/2024