Se diseñaron diminutos dispositivos de manera específica
Buenos Aires-(Nomyc)-En un laboratorio de California, Estados Unidos, un equipo de científicos observó cómo diminutas burbujas de proteína, navegaban por el cuerpo de un ratón, localizaban un tumor y liberaban su carga terapéutica con precisión, en una escena que No era de ciencia ficción, sino que se trataba de la presentación de una tecnología innovadora: microrobots autónomos capaces de identificar y atacar tumores desde el interior del organismo, en un avance que representa un salto en la investigación sobre tratamientos dirigidos contra el cáncer.
Funcionamiento: las nuevas “bubble bots” desarrolladas por el grupo dirigido por Wei Gao, profesor de ingeniería médica en el California Institute of Technology (Caltech), están compuestas por microburbujas recubiertas con una capa de proteína.
Pero a diferencia de otros microrobots, que requerían estructuras complejas y costosos procesos de fabricación, estas burbujas se crean en segundos mediante la agitación ultrasónica de una solución de albúmina sérica bovina, un procedimiento sencillo y escalable y como puntualizó Gao en el comunicado “Pensamos: ¿por qué no simplificarlo aún más y hacer que la propia burbuja sea el robot?”.
El equipo, logró fabricar miles de estas microburbujas en una sola preparación, al aprovechar la biocompatibilidad del material y la facilidad para modificar de manera química, la superficie lo que a su vez, permitió incorporar enzimas y medicamentos a las burbujas, dotándolas de capacidades terapéuticas y de navegación.
Dos estrategias para llegar al tumor: los investigadores diseñaron dos variantes de estos microrobots: la primera incorpora nanopartículas magnéticas, lo que permite orientar las burbujas hacia el objetivo mediante imanes externos y visualizarlas mediante ultrasonido.
La segunda variante, descrita como “más inteligente” por Gao, utiliza un mecanismo de navegación autónoma basado en el entorno químico, para lo que
los investigadores añadieron la enzima “catalasa” a la superficie de las burbujas, que reacciona con el peróxido de hidrógeno, una sustancia presente en mayores concentraciones en tejidos tumorales e inflamados.
De esta manera, las burbujas se desplazan de forma autónoma hacia regiones donde la concentración de peróxido es mayor, guiándose por el gradiente químico, por o que en palabras de Gao: “En este caso, no hace falta ningún control externo ni imágenes: el robot es lo bastante inteligente para encontrar el tumor”.
El movimiento de las burbujas, se genera gracias a otra enzima, la “Ureasa”, que utiliza la urea presente en el cuerpo como combustible y la reacción, produce amoníaco y dióxido de carbono, lo que a su vez genera “una fuerza que impulsa la microburbuja en una dirección determinada”.
Liberación precisa del medicamento: una vez que los microrobots burbuja alcanzan el tumor, los investigadores pueden aplicar ultrasonido focalizado para hacerlos “estallar”.
Este mecanismo, libera la carga de medicamentos en el tejido tumoral de manera directa, por lo que la acción mecánica de la explosión mejora la penetración de los fármacos, lo que hace que se supere la eficacia de otros sistemas de liberación lenta, como los robots con cubierta de hidrogel.
Durante los experimentos en ratones con cáncer de vejiga, el tratamiento con bubble bots consiguió una reducción cercana al 60 por ciento en el peso tumoral en solo 21 días, si se lo compara con el uso del fármaco solo.
“Esta plataforma de robots burbuja es simple, pero integra lo necesario para la terapia: biocompatibilidad, movimiento controlable, guía por imágenes y un disparador bajo demanda que ayuda a que el fármaco penetre más en el tumor”, afirmó Songsong Tang, autor principal del estudio.
El desarrollo podría acercar la realidad de la medicina personalizada, con tratamientos que atacan de forma precisa las células enfermas sin dañar tejidos sanos y la simplicidad y bajo costo del método, lo sitúan como un candidato para futuras aplicaciones clínicas, según coincidieron las fuentes consultadas.
El trabajo fue financiado por la National Science Foundation y la Heritage Medical Research Institute y además, participaron expertos de la University of Southern California (USC) y otras instituciones. Los resultados abren una nueva vía para el tratamiento dirigido del cáncer y muestran el potencial de la robótica a microescala en la medicina moderna.
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