Nanopartículas: ¿Podrá tratarse la ceguera con su ayuda?

¿Es importante el oro por su valor o por sus aplicaciones?

El futuro de los materiales se basa en la aplicación de las nanopartículas, explorando todos los ámbitos de la ciencia, desde la construcción de edificios hasta la medicina moderna. 

La enfermedad objetivo a tratar es la angiogénesis, basada en la degradación macular, caracterizada por el crecimiento de nuevos vasos sanguíneos patológicos (neovascularización).

    Imagen 1. Nanopartículas de Si (20 mm) [1].

El tratamiento actual más empleado es la inyección anti-VEGF (factor de crecimiento endotelial vascular), presentando limitaciones significativas. Estas necesitan de inyecciones intravítreas repetidas, lo que aumenta el riesgo de infección y lesiones, provocando que los efectos del fármaco sean sólo transitorios. Las nanopartículas han surgido como un recurso que promete una solución permanente. 

Gracias al pequeño tamaño de las nanopartículas, son capaces de llevar medicamentos a zonas difíciles de alcanzar, como puede ser al globo ocular (barrera hematorretiniana).

Este proceso se realizó en la Universidad de Brown con nanopartículas de oro, donde estas se inyectan en ratones ciegos y se restaura su visión. 

¿Cómo funciona? Estas partículas son inyectadas directamente en el ojo, y con la estimulación de luz infrarroja activan las células fotorreceptoras (las que permiten la visión) [2].

Este estudio, demuestra que estas partículas eluden los fotorreceptores, bastones y conos dañados que ya no presentan función alguna. 

En lugar de reparar estos daños, activan las células bipolares y ganglionares que procesan las señales visuales [3].

  

 Imagen 2 : Esquema del sistema empleado [2].

Estos ratones reconocieron señales visuales en tiempo real. Ninguno tuvo efectos secundarios detectables mientras las partículas de oro fueron estables en el organismo durante meses. La próxima generación de sistemas basados en humanos combinará estas nanopartículas con láser e infrarrojo; por lo tanto, la ceguera podría ser curada.

 Video 1: Empleo Nanopartículas de Oro [4].

Y aquí es donde la magia da paso a la ciencia, todo empieza a nivel fisicoquímico por lo que vamos a hablar de bioquímica. 

Las nanopartículas pueden actuar contra la angiogénesis en la retina mediante varios mecanismos, como el aumento de la superficie activa. Esto se basa en que, al dividir un material en pequeñas partículas nanométricas, su área de superficie específica se incrementa enormemente. Cuanto más pequeña es la partícula, el volumen disminuye significativamente, pero la superficie disminuye mucho menos. 

¿En que resulta esto?  Muchas nanopartículas que ocupan el mismo volumen total tienen miles o millones de veces más área de superficie, lo que permite una mayor interacción química con proteínas, receptores celulares o factores angiogénicos como él. Es por eso por lo que las nanopartículas de oro, silicato o cerio imparten funciones biológicas que sus contrapartes macroscópicas no tienen. 

 Imagen 3: Área superficial relativa [5].

También existen moléculas angiogénicas e interacciones electrostáticas. Debido a que las nanopartículas interactúan con proteínas por carga eléctrica en dominios específicos, su comportamiento inhibe las funciones proteicas. 

Las nanopartículas de oro pueden unirse a dominios proteicos con carga electrostática y bloquear un dominio de unión, esto ocurre porque las nanopartículas, que llevan cargas superficiales, atraen o neutralizan las regiones cargadas, lo que resulta en una angiogénesis retardada [6].

Por otra parte, el óxido de cerio (nanoceria) puede cambiar entre los estados de oxidación Ce³⁺ y Ce⁴⁺ (pierde un electrón de su capa de valencia), lo cual es una propiedad extremadamente útil, ya que le permite: funcionar como antioxidante, eliminar radicales libres o reducir el estrés oxidativo en la retina.

Estas también pueden ser modificadas químicamente: se añaden péptidos, transferrina u otros ligandos. Esto permite que la nanopartícula reconozca receptores en células patológicas y se adhiera directamente al sitio de las células enfermas con proteínas de unión a receptores apropiadas a través de un enlace químico programado durante el mecanismo de síntesis.

Se puede producir encapsulación y liberación controlada de moléculas. Las nanopartículas tipo polímero tiene propiedades muy interesantes como poder ser hidrofóbico o hidrofílico capaz de encerrar una amplia variedad de medicamentos. También presentan una biodegradación controlada lo que resulta en que el polímero se degrada por hidrólisis, por lo que el medicamento se libera lentamente.

  Imagen 4: Aplicaciones en nanomedicina [7].

Por otro lado, debemos preguntarnos:
¿Está todo bien y funcionan estas nanopartículas al 100 por ciento?
¿Qué es bueno y malo sobre ellas?
¿Pueden ser peligrosas?

Empezando por lo bueno, son capaces de mejorar la entrega del tratamiento a la retina. Las nanopartículas pueden cruzar barreras oculares que de otro modo bloquearían el paso de gran parte del medicamento. Esto significa que más medicamentos pueden llegar al lugar exacto donde se necesitan. 

Permiten tratamientos más duraderos debido a que muchos medicamentos encapsulados en nanopartículas se liberan gradualmente durante semanas. Esto podría reducir la frecuencia de las inyecciones intravítreas, disminuir los riesgos y mejorar la comodidad del paciente. La superficie de una nanopartícula puede ser “decorada” con moléculas que identifican tejidos enfermos. Esto convierte el tratamiento en algo parecido a un misil guiado, afectando solo donde hay vasos sanguíneos patológicos.

Las nanopartículas tienen sus propios efectos terapéuticos. Algunas como las nanopartículas de oro o de óxido de cerio, disminuyen la angiogénesis o el estrés oxidativo por sí mismas, sin necesidad de contener medicamentos en sus contenedores.

Es una herramienta para ampliar las opciones de tratamiento, ya que proporcionan alternativas o complementos a las terapias anti-VEGF existentes, que son efectivas pero tienen limitaciones y molestias, incluyendo inyecciones frecuentes.

 

Habiendo arrojado luz sobre el lado bueno, hablemos de los aspectos negativos presentes:

Su toxicidad aún no se comprende completamente. Las nanopartículas no son todas inofensivas, hay varios factores que afectan a la toxicidad como el material que se usa (oro, cerio, PLGA, etc.), la concentración, el tamaño o la vía de administración. Algunas pueden causar inflamación, especialmente si la dosis es alta. 

También tenemos el riesgo de la fototoxicidad, ya que el ojo está continuamente expuesto a la luz intensa, y algunas nanopartículas (como los fullerenos o el dióxido de titanio) pueden volverse tóxicas cuando se exponen a la luz, dañando las células sensibles de la retina.

Los científicos tienen muy presente que la mayoría de los resultados positivos se obtienen de estudios en animales, aún no sabemos cómo se comportan las nanopartículas después de años en el ojo, si se acumulan con el tiempo o si pueden desencadenar efectos secundarios tardíos.

Debido a su pequeño tamaño y gran superficie activa, las nanopartículas pueden interactuar con moléculas en el cuerpo de maneras que aún no comprendemos completamente [8].

Finalmente, diseñar nanopartículas funcionales seguras requiere una gran cantidad de tecnología, lo que eleva su precio en el mercado haciéndolo poco accesible.

 

Concluimos el blog teniendo claro que las nanopartículas son una modalidad terapéutica prometedora en el tratamiento de la ceguera relacionada con la angiogénesis. Aún no son una cura por sí mismas, pero permiten mejorar la terapia ahora disponible, minimizar los efectos adversos y ofrecer terapias más individualizadas y duraderas. 

Eso sí, no todo es ciencia ficción (todavía), su seguridad necesita ser estudiada más a fondo y deben estandarizarse atributos más específicos, por ejemplo, en términos de tamaño o concentración. Todavía hay muchos desafíos por resolver, pero las direcciones están claramente delineadas y nos acercamos un poco más a una auténtica revolución en la ciencia. 

Pero fuera de los datos y las tecnologías, esta línea de investigación plantea preguntas fundamentales sobre nuestro futuro como sociedad: ¿Cómo cambiaría la sociedad una cura para la ceguera? ¿Habrá descubrimientos adicionales con nanopartículas para aplicaciones que actualmente consideramos imposibles? Tal vez no solo estemos ante un avance científico, si no ante un primer paso para cambiar por completo los límites de la medicina. 

REFERENCIAS

[1] Nanoparticles in the Treatment of Angiogenesis-Related Blindness (Dong Hyun Jo, Jin Hyoung Kim,Tae Geol Lee y Jeong Hun Kim) 10.1089/jop.2012.0113

[2] Frontier applications of retinal nanomedicine: progress, challenges and perspectives | Journal of Nanobiotechnology (Fecha de acceso: Noviembre 2025)

[3] Nanoceria Inhibit the Development and Promote the Regression of Pathologic Retinal Neovascularization in the Vldlr Knockout Mouse | PLOS One (Fecha de acceso: Noviembre 2025)

[4] https://youtu.be/JHwpRezUKBo?si=h6zNidRzn8T6tlib  (Fecha de acceso: Noviembre 2025)

[5] https://nuevastecnologiasymateriales.com/el-porque-las-diferentes-propiedades-de-las-nano-particulas/ (Fecha de acceso: Noviembre 2025) 

[6] Nanoparticles in the Treatment of Angiogenesis-Related Blindness (Dong Hyun Jo, Jin Hyoung Kim,Tae Geol Lee y Jeong Hun Kim) 10.1089/jop.2012.0113

[7] Frontier applications of retinal nanomedicine: progress, challenges and perspectives | Journal of Nanobiotechnology (Fecha de acceso: Noviembre 2025)

[8] Nanoparticles in the Treatment of Angiogenesis-Related Blindness (Dong Hyun Jo, Jin Hyoung Kim,Tae Geol Lee y Jeong Hun Kim) 10.1089/jop.2012.0113