El primer nanorrobot contra el cáncer guiado por luz

Un equipo de investigadores de la Universidad de Hong Kong ha desarrollado el primer nanorrobot guiado por luz, un dispositivo microscópico que tiene el potencial de poder ser inyectado en el cuerpo humano y ser dirigido a través de su torrente sanguíneo, ayudando en el futuro a los cirujanos a transportar con precisión medicinas hasta ciertos tejidos o a eliminar tumores de manera controlada.

El grupo investigador, compuesto por ocho miembros del Departamento de Química y encabezado por el profesor Tang Jinyao, lleva tres años trabajando en este proyecto, y el pasado octubre presentó sus hallazgos en las páginas de la revista científica Nature Nanotechnology.

El tamaño de este particular submarino oscila entre los cinco y los 10 micrometros, por lo que su dimensión es comparable a la de una célula sanguínea. Además, según relató Tang a EL MUNDO, la estructura se asemeja a un pequeño árbol elaborado con silicio y óxido de titanio, dos materiales semiconductores de bajo coste, muy sensibles a la luz y biocompatibles con el ser humano. “Durante la síntesis, los componentes adoptan la forma de nanocables que más tarde se disponen en una pequeña estructura de nanoárbol”, señala mientras muestra la maqueta del prototipo, un aparato “simple” similar a una escobilla de baño.

Anteriormente, el único método para controlar remotamente un nanorrobot de este tipo era mediante la incorporación de un diminuto campo magnético dentro del dispositivo, un sistema muy limitado a la hora de poder transmitirle información y de dirigirlo desde el exterior.

Por eso, uno de los grandes avances conseguidos por el equipo hongkonés radica en el hecho de haber creado un mecanismo que puede ser controlado mediante la luz, un elemento natural que cuenta con más variaciones de color, dirección y puntos focales que un campo magnético. “Este nanorrobot puede responder al brillo de una luz como las polillas que se sienten atraídas por las llamas”, explicó. “Se mueven como si pudieran verla y dirigirse hacia ella”.

Según comenta, la luz facilita el manejo de estos diminutos aparatos, ya que permiten realizar maniobras más complejas dentro del cuerpo, mientras que los que son conducidos por campos magnéticos están más limitados a pesar de tener más potencia. “La luz es una opción más efectiva para comunicarse entre el mundo microscópico y macroscópico. Dependerá de la aplicación que se les quiera dar, pero en el futuro, lo ideal sería combinarlos”, aseguró Tang.

La inspiración les llegó a través de la observación de la naturaleza. En concreto, del movimiento de algunas algas verdes, unos organismos unicelulares que han evolucionado con la capacidad de percibir la dirección y la intensidad de la luz a su alrededor y nadar hacia esa fuente para realizar la fotosíntesis.

“Aunque el actual nanorrobot no puede ser todavía utilizado para el tratamiento de una enfermedad, estamos trabajando en la próxima generación de sistemas nanorrobóticos, que serán más eficientes y biocompatibles”, aseguró Tang, que cree que necesitan entre cinco y 10 años más para lograr un sistema completamente compatible con el ser humano. Sus aplicaciones para la biomedicina se intuyen amplias, aunque primero deben testarlo en animales -algo que planean hacer en breve si reciben el apoyo necesario- para luego pasar a probarlo en humanos.

En medicina, los tratamientos convencionales para tratar el cáncer como la quimioterapia o la radioterapia actúan como una bomba que destruye las células cancerosas, pero que también dañan en el proceso a tejidos sanos. “Nuestro modelo sería capaz de llevar la medicación directamente a las células enfermas, repararlas y bloquear su crecimiento -o incluso eliminarlas- sin dañar a las sanas de alrededor”.

Limitaciones que hay que mejorar

Según Tang, ya existen otros modelos que son capaces de navegar por la sangre de manera pasiva, esperando encontrarse con células dañadas para actuar sobre ellas. “Sin embargo, los nuestros son nadadores activos. Queremos que desde un principio puedan ser dirigidos hacia los tejidos dañados”, agregó. Para ello, se plantean usar un tipo de luz para guiar al aparato hasta la zona dañada y luego emplear otra de un color o intensidad diferente para transmitir instrucciones como la de que libere el medicamento que porta, algo en lo que trabajarán en el futuro.

Sin embargo, los problemas que afrontan son diversos. En la etapa actual, este pequeño robot es guiado por la luz ultravioleta, fácilmente detectable pero que causa radiación. Por eso, el equipo está explorando la posibilidad de que el dispositivo sea impulsado por rayos infrarrojos, que emiten una energía más baja y por lo tanto causan menos daño.

Además, al funcionar como una batería solar, el motor requiere de una solución acuosa para producir una reacción química. Tradicionalmente se ha empleado el agua oxigenada, dañina para el ser humano, por lo que los investigadores están buscando posibles elementos químicos que simulen los componentes de la sangre para mejorar la compatibilidad del motor en el cuerpo humano.

Durante décadas, la ciencia ficción ha soñado con diminutos robots que pueden cambiar nuestra vida, como sucedía en la famosa película El viaje fantástico, en la que un grupo de doctores conducía un submarino microscópico dentro de un cuerpo humano para reparar un cerebro dañado.

Pero con el paso del tiempo, el desarrollo de la tecnología ha llevado al descubrimiento de componentes microscópicos que se presentan claves para la curación en el futuro, con algunos científicos asegurando que en 10 o 20 años veremos nanorrobots verdaderamente eficaces contra el cáncer y otras enfermedades.

fuente:http://www.elmundo.es/salud/2016/11/25/5835b6f6ca47416e1b8b466e.html