Nuevo nanorrobot con capacidad propulsiva

Los nanorrobots pueden parecer más ciencia-ficción que realidad, pero lo cierto es que la nanorrobótica se ha convertido en un campo de investigación que registra avances a buen ritmo. Usar nanorrobots se considera un enfoque prometedor para, por ejemplo, administrar sustancias activas a lugares específicos del interior del cuerpo, con una precisión inigualable.

Los nanorrobots, a diferencia de robots más grandes, no están hechos de componentes electrónicos, chips de ordenador ni software, sino de biomoléculas y nanopartículas.

Unos robotistas han desarrollado ahora un sofisticado nanorrobot modular con una flexibilidad funcional mayor que la de muchos nanorrobots existentes.

Típicamente, los nanorrobots se han venido diseñando para una sola tarea específica. El nuevo nanorrobot modular, en cambio, puede adaptarse a diferentes aplicaciones. Esta nueva tecnología podría utilizarse no solo en medicina, sino también en aplicaciones medioambientales y en diversos campos de la industria.

El nuevo modelo de nanorrobot es obra de un equipo integrado, entre otros, por Cornelia Palivan y Voichita Mihali, de la Universidad de Basilea en Suiza.

Ilustración del nanorrobot. Es 150 veces más pequeño que el grosor de un cabello humano. (Imagen: University of Basel / Marina Bräm viz. Bybraem)

Este versátil nanorrobot dispone de un módulo de propulsión y de otro para la carga útil. Los dos módulos, reutilizables, se autoensamblan de forma autónoma.

Un módulo de propulsión magnética dota de locomoción al nanorrobot, mientras que el otro módulo es una cápsula capaz de transportar de forma segura sustancias terapéuticas o de otro tipo a su destino.

En proyectos anteriores, el equipo de Palivan desarrolló vesículas poliméricas a nanoescala que protegen a enzimas encapsuladas. Las moléculas de interés pueden entrar en la vesícula a través de poros, ser procesadas por las enzimas y, posteriormente, sus productos se liberan al entorno. La cápsula de carga del nanorrobot contiene cuatro de estas vesículas poliméricas cargadas con enzimas, lo que proporciona la funcionalidad deseada. Dependiendo del diseño, las vesículas dentro de la cápsula de carga también pueden abrirse selectivamente, por ejemplo, para liberar compuestos bioactivos almacenados en su interior.

Los dos módulos están conectados mediante un sistema de unión que recuerda un poco al velcro y que está basado en ADN: las hebras de ADN complementarias en ambos módulos garantizan que el módulo de propulsión y la cápsula de carga se autoensamblen de forma programable y permanezcan acoplados de manera estable.

Para que el nanorrobot pueda acoplarse a células o estructuras específicas, la cápsula de carga útil también está equipada con biomoléculas adicionales que facilitan el acoplamiento. En el laboratorio, el equipo probó esto utilizando una línea celular de cáncer humano conocida como células HeLa. Cargaron los nanorrobots con moléculas fluorescentes y observaron bajo el microscopio que se acumulaban en la superficie de esas células cancerosas.

Equipados con las enzimas necesarias, los nanorrobots produjeron con éxito un fármaco anticáncer que redujo la viabilidad de las células HeLa al 16% en tan solo 72 horas. El fármaco puede tener un efecto local contundente por su alta concentración si se utiliza al nanorrobot para liberarlo específicamente en el punto donde están las células cancerosas.

Palivan, Mihali y sus colegas exponen los detalles técnicos del nuevo nanorrobot en la revista académica Advanced Functional Materials, bajo el título “Multiplex Modular Nanorobotic Systems with Catalytic Activity under Magnetic Navigation”. (Fuente: NCYT de Amazings)