Ven por primera vez cómo los nanorobots se mueven en el interior de ratones vivos
Tras lograr que se desplazaran de forma autónoma en fluidos biológicos, Samuel Sánchez y su equipo hallan que tienen un comportamiento colectivo coordinado
Son rápidos, biónicos y tienen la capacidad de moverse de modo independiente de un punto a otro del organismo, usando como «combustible» algunos fluidos de nuestro cuerpo. Este era el prometedor currículo que conocíamos hasta ahora sobre las capacidades de los nanorobots, sistemas a escala nanométrica (una millonésima parte de un milímetro) que pueden ser de gran utilidad en el campo de la medicina de precisión en un futuro no muy lejano. Pero ya sabemos que lo que ayer es futuro, hoy es presente. Por eso, a la meteórica carrera hacia el éxito de estos superhéroes del futuro, se suma ahora su capacidad para moverse en grupo, de modo sincrónico, como un colectivo.
«Realizan movimientos colectivos parecidos a los que encontramos en la Naturaleza, como el de los pájaros que vuelan en bandadas o los patrones ordenados que siguen los bancos de peces», afirma Samuel Sánchez, investigador principal en el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC). Él y su equipo, «Nano Dispositivos Biológicos Inteligentes», junto con el grupo de Investigación de Radioquímica e Imagen Nuclear de CIC biomaGUNE liderado por Jordi Llop, y la Universidad Autónoma de Barcelona, han sido los primeros que han tenido el privilegio de observar cómo se comportan en el interior de ratones vivos. A pesar de que están aún en fase de investigación y desarrollo, se están realizando avances muy significativos para convertirlos en una realidad en la práctica médica. Sus aplicaciones podrían ser muy variadas: desde la identificación de células tumorales, hasta la liberación de fármacos en rincones específicos del organismo. Entre los distintos sistemas de nanorrobots más prometedores, se encuentran los autopropulsados por enzimas catalíticas, «que pueden ser una alternativa más eficiente y con menos efectos secundarios, al tratamiento actual del cáncer de vejiga», apunta el investigador.
En concreto, el hecho de haber podido ver el movimiento colectivo y sincronizado de los nanorrobots, y de seguirlos dentro de un organismo vivo «es de gran relevancia, puesto que se necesitan millones de ellos para tratar patologías específicas como, por ejemplo, las alteraciones tumorales», explica Sánchez. Para poder verlo, los científicos utilizaron tanto técnicas de microscopía como de imagen molecular, donde observaron cómo las nanopartículas se mezclaban con los fluidos y eran capaces de migrar, de forma colectiva, siguiendo caminos complejos. Después, los nanorrobots fueron administrados, vía intravenosa, a ratones y, por último, introducidos intravesicalmente en las vejigas de estos animales. Llevaban incorporada una enzima, la ureasa, que reaccionaba a modo de combustible con la urea de la orina, motivo por el cual podían moverse con facilidad en este medio.
El equipo de científicos comprobó que la distribución de los nanodispositivos en la vejiga de los ratones era homogénea, lo cual indica que el movimiento colectivo era coordinado y eficiente. Además, eran capaces de mover el fluido por todo el órgano.
IN VITRO
La investigación, que ha sido publicada esta semana en «Science Robotics», demuestra la elevada eficiencia de millones de dispositivos nanoscópicos para moverse de forma coordinada tanto en entornos in vitro como in vivo, un hito fundamental en la carrera de estos «nadadores» por convertirse en protagonistas de terapias y tratamientos de gran precisión. Los «enjambres de nanorrobots» podrían resultar especialmente útiles en medios viscosos, como en los ojos, el tracto gastrointestinal o las articulaciones, donde la difusión de fármacos está limitada muchas veces por la mala vascularización. «De hecho, como se pueden incorporar diferentes enzimas a los motores, podrían fabricarse nanorobots a medida según el objetivo dentro del organismo, adaptando el dispositivo al combustible accesible en el entorno donde deben desplazarse», concluye Sánchez.
«PUEDEN SER UNA ALTERNATIVA MÁS EFICIENTE AL TRATAMIENTO ACTUAL DEL CÁNCER DE VEJIGA»
«SE TRASLADAN COMO LOS PÁJAROS, QUE VUELAN EN BANDADAS, O CON PATRONES COMO LOS BANCOS DE PECES»