Convertir algunos glóbulos blancos en biorrobots médicos

Los microrrobots actualmente en desarrollo para aplicaciones médicas requerirían inyecciones o ingerir cápsulas para introducirlos en un animal o persona. Pero los experimentos realizados hasta ahora demuestran que estos objetos microscópicos suelen desencadenar reacciones inmunitarias en los animales, lo que provoca la eliminación de los microrrobots del cuerpo antes de que puedan realizar su trabajo.

El uso de células ya presentes en el organismo, como los neutrófilos, podría ser una alternativa menos invasiva para la administración de fármacos que no activaría el sistema inmunitario.

Estos glóbulos blancos ya recogen de forma natural nanopartículas y glóbulos rojos muertos y pueden migrar a través de los vasos sanguíneos hasta los tejidos adyacentes, por lo que son buenos candidatos para convertirse en microrrobots.

En investigaciones previas, se logró guiar mediante láseres a los neutrófilos en cajas de Petri, haciendo realidad la idea de que los neutrófilos pueden actuar como “neutrobots”.

Sin embargo, faltaba información sobre si esta estrategia funcionaría en animales vivos. Por eso, el equipo de Xianchuang Zheng y Baojun Li, ambos del Instituto de Nanofotónica de la Universidad de Jinan en China, se propuso demostrar la viabilidad de guiar con luz a los neutrófilos dentro de animales vivos. Para ello, recurrió a peces cebra vivos. Estos animales para las investigaciones científicas ofrecen la ventaja de tener un cuerpo mayormente transparente durante buena parte de su tiempo de vida.

Los investigadores manipularon neutrófilos y los hicieron maniobrar en las colas de los peces cebra, utilizando rayos láser enfocados. Los neutrobots así logrados pudieron moverse hasta una velocidad de 1,3 micrómetros por segundo, tres veces más rápido de lo que se mueve de manera natural un neutrófilo.

En sus experimentos, los investigadores controlaron de forma precisa y activa las funciones que realizan los neutrófilos como parte del sistema inmunitario. Por ejemplo, guiaron un neutrófilo a través de la pared de un vaso sanguíneo hasta el tejido circundante. Otro recogió y transportó una nanopartícula de plástico, demostrando su potencial para transportar medicamentos. Y cuando un neutrobot fue empujado hacia los restos de un glóbulo rojo, automáticamente los engulló.

Un láser guió con precisión a un neutrobot hacia una nanopartícula (imagen izquierda), la cual fue recogida y transportada por el neutrobot (imagen derecha). (Fotos: adaptadas de ACS Central Science 2022, DOI: 10.1021/acscentsci.2c00468. CC BY-NC-ND)

Al haber controlado con éxito a los neutrófilos in vivo, este estudio abre las puertas a la administración precisa de fármacos en puntos específicos del interior del cuerpo y al tratamiento igualmente preciso de enfermedades.

Zheng, Li y sus colegas exponen los detalles técnicos de su avance en la revista académica ACS Central Science, bajo el título “Optically Manipulated Neutrophils as Native Microcrafts In Vivo”. (Fuente: NCYT de Amazings)