La nanotecnología ha conseguido engendrar entre los miembros de la comunidad científica un sentimiento creciente de emoción, ante la idea de poder crear y utilizar materiales, artefactos y sistemas a través del control de la materia a escala nanométrica (1-50 nm.). Este enfoque ascendente (de abajo a arriba) requiere menos material y provoca menos contaminación. La nanotecnología se ha materializado en varias aplicaciones comerciales en las áreas de la tecnología láser avanzada, la fotografía, los revestimientos duros, la farmacia, la impresión, el limpiado químico-mecánico y la cosmética. Pronto tendremos automóviles más ligeros construidos con polímeros reforzados con nanopartículas, insulina de posología oral, articulaciones artificiales fabricadas con nanomateriales y alimentos hipocalóricos con ensalzadores de sabor nanoparticulados.
El progreso de la biotecnología se ha visto facilitada por la disponibilidad de tecnologías previas, tales como las trampas ópticas, los rayos láser, la fuerza atómica, el barrido electrónico y los microscopios de efecto túnel. Estas herramientas permiten al biotecnólogo un mayor conocimiento, y una mejor caracterización y control de las células vivas. En la actualidad, las nanomáquinas y los materiales bioinspirados se forman mediante auto-ensamblado, impresión molecular y otras técnicas de montaje. Los nanoreactores fabricados a partir de micelios invertidos son capaces de producir cristalitos a nano escala muy bien definidos o de manipular moléculas proteicas individuales. Es posible que las aplicaciones biotecnológicas de la nanociencia o la nanotecnología no sean tan avanzadas como sus homólogas no-biotecnológicas. No obstante, la I+D en nanobiotecnología tiene un futuro vastísimo por delante, particularmente en las siguientes áreas:
* Aplicación de medicamentos: el 50% de los medicamentos útiles son hidrofóbicos, y la reducción del tamaño de las partículas farmacológicas a nanoescala podría mejorar considerablemente su administración. Los nanomateriales con altos niveles de porosidad son idóneos de cara a conseguir una aplicación de medicamentos más controlada.
* Terapia génica: la terapia génica exitosa depende del desarrollo de vectores génicos seguros y eficaces. Los vectores no virales, las nanopartículas, los complejos entre lípidos y los polímeros con ADN han sido propuestos como alternativas a los virus, utilizados para introducir genes específicos en determinadas células. Las avances en la nanotecnología pronto se materializarán en el perfeccionamiento de la preparación de tales nanopartículas de ADN.
* Nanobiosensores / nanochips de ADN: los nanobiosensores tienen varias aplicaciones inmediatas en investigación genérica, entre las que cabría destacar el monitoreo de los componentes nanométricos inherentes a las células vivas y la detección de amenazas biológicas tales como contaminantes, contaminación microbial, viruses, enfermedades genéticas y contagiosas, y cáncer. Es posible que la tecnología del chip genético (ADN array) desempeñe un papel importante en el proceso de la nanofabricación. Los nanosensores también pueden emplearse para conseguir un mejor (más rápido y sensible) cribado de fármacos, actualmente uno de los factores limitantes en química combinacional, en el área de descubrimiento y desarrollo de medicamentos. Los biodispositivos en forma de chip podrían revolucionar el campo de la detección y la gestión de la enfermedad. Un nanosensor puede, por ejemplo, combinarse con un sistema de aplicación de fármacos a nanoescala para dispensar las cantidades ópticas de los medicamentos en aras de maximizar su eficacia.
* Sistemas de análisis nano-totales: estos nanosistemas también se conocen como “chips de nanolaboratorio”, y se distinguen de los sensores sencillos porque llevan a cabo análisis completos (reacción, separación y detección) dentro de un mismo nanochip. Integran tres elementos importantes: un sistema de nanofluídos, un mecanismo de separación (normalmente electroforesis) y un elemento de detección. En la medida en que tienen la capacidad de proporcionar información química y bióloga con mayor rapidez y de forma más económica, los chips de nanolaboratorio en array pueden modificar en profundidad las actuales prácticas de diagnóstico clínico, secuenciación genómica, control medioambiental y seguridad alimentaria, entre otras áreas de interés público.
* Bioprocesos a nanoescala orientados hacia la bioreparación medioambiental: propiedades recién descubiertas de los nanocristales, tales como TiO2, que prometen como fotocatalizadores, pueden utilizarse en combinación con microorganismos para desmenuzar contaminantes tóxicos, y así limpiar todo tipo de flujos residuales. Los dispositivos limpiadores o barredores a nanoescala pueden capturar metales pesados en lugares contaminados.
