Nanoștiința se referă la manipularea și utilizarea materiei la dimensiuni între 1 – 100 nm (o miliardime dintr-un metru), imposibil de observat cu ochiul liber. Pentru a avea o imagine mai clară a dimensiunii unui nanometru, putem să ne gândim la grosimea firului de păr care este echivalentul a circa 80.000 nm! La o scară atât de mică, proprietățile fizico-chimice ale materiei se schimbă foarte mult, ceea ce permite cercetătorilor să manipuleze materia astfel încât să se obțină anumite caracteristici care, la dimensiunile văzute cu ochiul liber, nu există. Practic, în loc să modifici compoziția unui material, îi modifici dimensiunea, creând astfel un nou material, cu funcții noi și aplicații noi. Materia la nivel nano este atât de mică, încât depășește și posibilitățile microscopului optic clasic, ceea ce a necesitat inventarea de tehnici și metode de analiză specifice, ducând astfel la nanotehnologie.

 

În medicină, utilizarea nanoștiinței și nanotehnologiei a creat premizele conturării unui nou domeniu, cunoscut sub denumirea de „nanomedicină“. Avantajele pe care nanomedicina le are în comparație cu medicina clasică sunt uriașe. Bolile care ne afectează starea de bine își au rădăcinile la nivel molecular, care este zona de suprapunere cu domeniul „nano“. Astfel, „nano“ și medicina se reconciliază la un nivel la care materia se găsește la aceleași dimensiuni și urmează aceleași legi fizice. Aplicând nanomaterialele și nanotehnologia în medicină, este posibilă o diagnosticare timpurie și/sau mai exactă a bolii, precum și un tratament mult mai eficient și/sau personalizat. Aceste realizări ar fi imposibil de obținut cu ajutorul instrumentelor medicinii clasice. Între soluțiile pe care nanotehnologia le oferă medicinii, se pot enumera nanoparticule funcționalizate pentru livrare țintită și eliberare controlată a medicamentelor, nanoparticule pentru traversarea barierelor biologice, nanoparticule pentru imagistică medicală care permit identificarea precoce a unor leziuni tumorale, nanoinstrumente pentru diagnostic și detecția biomarkerilor, nanoinstrumente pentru administrarea insulinei, bionanomateriale pentru regenerarea țesuturilor.

 

Medicamentele și suplimentele alimentare cu eliberare prelungită sunt produse ale nanomedicinii. Substanța activă este înglobată în granule (nanoparticule) care se descompun treptat în organism, eliberând medicamentul propriu-zis. De exemplu, vitamina C cu eliberare prelungită, asigură necesarul de vitamina C pentru o zi, fără a fi nevoie de doze suplimentare.

 

Cea mai prolifică zonă a nanomedicinei este oncologia. În prezent, chimioterapia este principala soluție în lupta cu cancerul. Problema este că cea mai mare parte din medicamentul administrat este eliminat din organism prin rinichi înainte de a ajunge la țintă. În plus, medicamentele anticancer nu distrug doar celulele canceroase, ci le afectează și pe cele sănătoase. Pentru a limita aceste inconveniente, cercetătorii studiază variante prin care o cantitate cât mai mare de medicament să ajungă la tumoare. Cea mai promițătoare soluție este înglobarea medicamentelor chimioterapice în nanoparticule, care nu sunt eliminate din organism la fel de repede ca medicamentul liber. Astfel, acestea pot circula mai mult timp prin sistemul sanguin până când ajung la celulele tumorale unde eliberează medicamentul. Pentru a crește și mai mult eficiența tratamentului, suprafața nanoparticulelor poate fi decorată cu molecule care să recunoască doar celulele bolnave. La nivel mondial, sunt mai mult de zece medicamente antitumorale pe bază de nanoparticule aprobate clinic pentru diverse tipuri de cancer. Alte câteva zeci de nanomedicamente anticancer care au depășit etapa studiilor fundamentale în laborator sunt în studii clinice. Numărul relativ mic de produse oncologice pe bază de nanoparticule dovedește că obținerea unor astfel de medicamente nu este totuși facilă. Într-adevăr, deși există îmbunătățiri, progresul este lent deoarece o parte din transportorii folosiți pentru livrarea medicamentului sunt blocați în ficat, organul responsabil cu îndepărtarea corpurilor străine din organism, precum virusuri, bacterii și nanoparticule. Pentru a depăși și această limitare, se fac eforturi constante pentru a dezvolta nanoparticule care să nu mai fie respinse de organism. Însă aceste studii sunt complexe, necesită specialiști formați în diverse domenii (chimie, nanomateriale, biologie, medicină), timp îndelungat, precum și resurse financiare considerabile.

 

În acest context, în institutul nostru se desfășoară un proiect finanțat de Uniunea Europeană prin programul ERA-Chairs, care are drept scop major dezvoltarea si consolidarea cercetării și inovării în nanomedicină. Proiectul este al doilea câștigat de România și are o finanțare de 2.500.000,00 euro pentru o perioadă de 6 ani, la finalul căreia, IRO trebuie să aibă în structura sa un laborator de cercetare în nanomedicină performant și competitiv la nivel European“.