Nanotecnología y producción animal

La nanotecnología es una tecnología en rápido crecimiento que se caracteriza por trabajar a nivel molecular, incluso atómico, para crear y manipular herramientas, materiales y estructuras del tamaño de nanometros. Como nuevo conjunto de técnicas instrumentales, la nanotecnología puede llegar a revolucionar los sistemas de producción agraria y alimentaria en el mundo entero gracias a su empleo en la ciencia y en la ingeniería aplicadas a dichos sistemas. En los dos próximos decenios el sector de la nanobiotecnología aportará novedades sin precedentes que revolucionarán la sanidad animal y la medicina veterinaria.

Las nanociencias y las nanotecnologías son nuevas áreas de investigación y desarrollo cuyo objetivo es el control del comportamiento y la estructura fundamental de la materia a nivel atómico y molecular.

El prefijo “nano” hace referencia a un tamaño un millón de veces más pequeño que un milímetro y la nanotecnología trabaja a una escala de entre 1 y 100 nanometros.
Como referencia se puede considerar que una célula promedio tiene un tamaño de micrómetros (miles de nanometros), por lo que los objetos a escala nanométrica precisan de poderosos instrumentos para poder ser visualizados, como la microscopía electrónica o de efecto túnel.

Aunque hace bastante tiempo que los científicos son capaces de visualizar objetos tan pequeños, sólo muy recientemente se han desarrollado las herramientas adecuadas para manipular los materiales a tan pequeña escala, dando paso a una serie de aplicaciones cuyo impacto se dejará sentir pronto en la vida cotidiana.

Esta nueva tecnología ha sido considerada de interés estratégico por los gobiernos de los países más avanzados como EE.UU. Japón o Alemania y actualmente se invierten grandes sumas en investigar sus aplicaciones en diferentes campos de la tecnología de materiales, la computación, la biomedicina o la agroalimentación.

Estructuras artificiales.
La nanotecnología se vale de estructuras artificiales de tamaño molecular con extraños nombres (fullerenos, nanotubos, nanocristales, dendrímeros) para conseguir sus fines, pero también utiliza moléculas conocidas, convenientemente modificadas, como el ADN o las cubiertas de las bacterias. En el ámbito de la producción animal, la nanotecnología presenta un interesante potencial en diferentes campos relacionados con el control de la salud, la monitorización de funciones biológicas o la trazabilidad.

En la actualidad si un animal resulta afectado por una enfermedad, pueden pasar días e incluso semanas o meses antes de que los síntomas se hagan evidentes. A esas alturas la infección puede haberse extendido lo suficiente como para hacerse incontrolable y acabar con la vida de numerosos ejemplares.

Como los virus y las bacterias.
La nanotecnología opera a la misma escala que los virus o las bacterias y por lo tanto mantiene el potencial para una detección y erradicación tempranas. Por ejemplo, un sistema de tratamiento inteligente podría consistir en un dispositivo en miniatura implantado en el animal que muestrea saliva regularmente. Mucho antes de que aparezca la fiebre el sistema integrado de detección y control detectaría la presencia de la enfermedad y notificaría al granjero o al veterinario para activar un tratamiento adecuado.

Dispositivos fabricados a partir de moléculas de ADN, conocidos como “chips génicos” se están ensayando eficientemente para identificar diferentes sustancias biológicas.
También se han desarrollado experimentalmente nanotubos que implantados bajo la piel en vacas de leche pueden ser utilizados como sensores en tiempo real de los niveles de hormonas (estradiol). Esto permite conocer con precisión el estado del ciclo reproductivo del animal, ya que los nanotubos se unen al anticuerpo del estradiol en el momento del estro y lo revelan por fluorescencia en el infrarrojo.

Desde la perspectiva del tratamiento, se han utilizado nanopartículas para introducir fármacos y genes en las células afectadas por una enfermedad o bien para identificar y destruir determinadas células diana, por ejemplo, tumorales. En este último caso, se han empleado nanocristales cuánticos, elementos que se diseñaron en los años 80 para aplicaciones ópticas.
Cuando uno de estos cristales es excitado reemite luz fluorescente en una longitud de onda determinada que depende directamente del tamaño del cristal. Si estos nanocristales son inyectados en el torrente circulatorio de un animal pueden detectar células que funcionan mal y ponerlas en evidencia mediante la iluminación específica. Igualmente algunos investigadores han diseñado otros tipos de nanopartículas que pueden ser inyectadas en la sangre de un animal, y concentrarse en torno a un tumor. Si se sitúa al animal cerca de la luz infrarroja, las nanoesferas absorben rápidamente esta energía y se calientan hasta los 55ºC, quemando el tumor pero dejando los tejidos cercanos sin dañar.

''Dosificadores inteligentes''
El desarrollo de tratamientos inteligentes a escala nanométrica plantea la posibilidad de diseñar dispositivos que contienen diminutas dosis de fármacos u hormonas convenientemente empaquetadas que no liberarían su contenido hasta no alcanzar las células objetivo en el animal.

Estos sistemas, conocidos como “dosificadores inteligentes” deben poseer la combinación de algunas de las siguientes propiedades; control temporal, autorregulación o regulación remota, capacidad de ser preprogramados y de reconocer sus tejidos diana. Estos dosificadores funcionarían según los mismos principios que regulan la inyección de combustible en los modernos motores de explosión, los cuales mediante sensores ajustan de manera precisa y continua el aporte de gasolina. La identificación de las células objetivo se llevaría a cabo mediante “etiquetas moleculares” es decir, mediante identificaciones químicas que se corresponderían con tejidos concretos. Esta sofisticada estrategia permitiría tanto un tratamiento más preciso como reducir enormemente las cantidades de fármacos a emplear.

Otro interesante campo de aplicación son los nanosensores biodegradables. Estos podrán ser implantados en los animales y permitirán su localización constante, así como la monitoración de su estado de salud enviando la información a un computador central.

Igualmente, podrán ser utilizados en el control de la trazabilidad de productos animales, ya que permitirían la detección de cantidades muy pequeñas de contaminantes, virus o bacterias en la cadena alimentaria. Se espera que los nanomateriales puedan ser utilizados en pollos y pavos para eliminar una bacteria común en estas aves, el Campylobacter que no produce síntomas en las mismas pero sí en los humanos que ingieren su carne. Se está intentando crear una partícula que se una específicamente a la superficie de las bacterias y la pueda eliminar de las aves. Las nanopartículas se están ensayando en la actualidad para dosificar de manera más eficaz determinadas sustancias atrayentes que incrementan la apetencia en los piensos.

Muchas de las perspectivas que se abren para la nanotecnología parecen todavía de ciencia-ficción, pero se está apostando decididamente por ellas, dentro de lo que los expertos consideran que puede ser una revolución equivalente a la de la biología molecular o Internet. Es por ello que también podrán surgir riesgos y problemas de aceptación pública que deberán ser conocidos y evaluados con antelación con objeto de no cometer los mismos errores por ejemplo que los OGM.

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http://www.diariodigitalagrario.net/versiones/rc2/articulo2.asp?id=37374