En una gesta tecnológica que hace no muchos años
habría sido exclusiva de la ciencia-ficción, unos ingenieros han desarrollado
diminutos robots energizados por ultrasonidos que pueden nadar a través de la
sangre, eliminando bacterias perniciosas junto con las toxinas que producen.
Esta nueva clase de nanorrobots, convenientemente perfeccionada y optimizada,
podría algún día ofrecer una forma más segura y eficiente de descontaminar
fluidos biológicos.
Los investigadores construyeron los nanorrobots
mediante el recubrimiento de nanohilos de oro con un híbrido de membranas de
plaquetas y de glóbulos rojos. Este recubrimiento de membrana celular híbrida
permite a los nanorrobots desempeñar las tareas de dos células de tipos
diferentes a un mismo tiempo, las plaquetas, que se enlazan a patógenos como
las bacterias para contribuir a neutralizarlos, y los glóbulos rojos, que
absorben y neutralizan las toxinas producidas por estas bacterias. La parte
corporal de oro de los nanorrobots reacciona a los ultrasonidos de tal manera
que eso les proporciona la capacidad de desplazarse nadando rápidamente, sin
usar combustible químico. Esta movilidad les ayuda a entrar en contacto con
bacterias y toxinas en la sangre y acelerar la desintoxicación.
El recubrimiento también protege a los nanorrobots
de un proceso conocido como bioincrustación, que ocurre cuando las proteínas se
acumulan en la superficie de objetos extraños y eso impide que operen con
normalidad.
Este trabajo de investigación y desarrollo es obra
del equipo de Berta Esteban-Fernández de Ávila, del Departamento de
Nanoingeniería en la Escuela Jacobs de Ingeniería, dependiente de la
Universidad de California en San Diego, Estados Unidos. Lo que ella y sus
colegas pretenden lograr es crear nanorrobots multifuncionales que puedan
llevar a cabo tantas tareas distintas a un tiempo como sea posible.
Los investigadores crearon el recubrimiento híbrido
separando en primer lugar membranas completas de plaquetas y glóbulos rojos.
Después aplicaron ondas de sonido de alta frecuencia para fusionarlas. Dado que
las membranas se obtuvieron de células reales, contienen todas las
"herramientas" originales de su superficie celular, que son
esencialmente las proteínas.
Nanorrobots recubiertos con
membranas celulares híbridas de plaquetas y glóbulos rojos. (Foto: Berta
Esteban-Fernández de Ávila / Science Robotics)
Los nanorrobots son unas 25 veces más pequeños que
el grosor de un cabello humano. Pueden viajar a hasta 35 micrómetros por
segundo en la sangre, cuando son energizados con ultrasonidos. En las pruebas,
los investigadores los utilizaron para depurar muestras de sangre contaminadas
con la bacteria Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (bacteria
conocida también como MRSA) y sus toxinas. Después de cinco minutos de
actividad de los nanorrobots, estas muestras sanguíneas tenían tres veces menos
bacterias y toxinas que las muestras sin tratar.
El trabajo de investigación y desarrollo se halla
aún en una etapa inicial. Los investigadores matizan que el objetivo final no
es usar los nanorrobots específicamente para tratar infecciones de MRSA, sino
para depurar fluidos biológicos en general. Los planes futuros incluyen ensayos
en animales vivos. El equipo está también trabajando en producir nanorrobots a
partir de materiales biodegradables que reemplacen al oro.
Leído en NCyT
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