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Nanorobots de ADN para terapias contra el cáncer

No sin ni electrónicos ni mecánicos, pero sus creadores se han empeñado en llamarlos nanorobots. Estas pequeñas estructuras de 35 nanómetros son capaces de liberar un fármaco únicamente a las células enfermas. Al igual que las células del sistema inmune, que las reconocen gracias a las proteínas diana presentes en la superficie de la membrana plasmática.

Estos nanobots han sido diseñados por los investigadores de la universidad de Harvard a partir de un software diseñado para elaborar origamis de ADN. Sus inicios se remontan a 2006 y es una forma de recrear en 3D una larga hebra de ADN viral dispuestos a través de pequeños fragmentos de nucleótidos que actúan como grapas. La computadora realiza todos los cálculos del modelo de base que se proporciona.

En este experimento, el nanorobot adopta más o menos la forma de un cilindro que contiene en su centro la molécula de interés, un fármaco. En uno de sus extremos, tiene dos anticuerpos complementarios de las proteínas presentes en la membrana de las células enfermas. Así que cuando estas dos partes se unen a sus objetivos, la estructura cambia su conformación, el canal se abre y libera el principio activo en el lugar correcto. Esto es lo que se conoce como medicamentos inteligentes.

La leucemia recula, las células sanas prosperan

En su experimento publicado en Science, los autores han estudiado de forma específica la eficacia de su dispositivo microscópico frente a las células leucémicas. Después de desarrollar un prototipo que reconoce específicamente estas células y que contiene una sustancia que interfiere con su ciclo de crecimiento, se probó en un medio que comprendía células sanguíneas sanas y células enfermas. En tres días, la mitad de las células cancerosas habían desaparecido, mientras que las células sanas estaban bien.

nanorobots

El nanorobot se compone de dos medios-cañones, uno anidado dentro de otro con el medio, el medicamento (en rosa). Cuando la parte que sobresale, el anticuerpo se une a las proteínas, la estructura se abre y el ingrediente activo se entrega directamente a su destino. © Instituto Wyss, Vimeo

El rendimiento es un buen augurio ya que uno de los problemas de las terapias utilizadas actualmente contra el cáncer es la falta de especificidad. Los medicamentos y la radiación tienen efecto tanto en los tumores como en los tejidos sanos, lo cual no deja de tener consecuencias sobre la salud.

Los nanorobots en la farmacopea

Sin embargo, los investigadores todavía no saben cómo se comportará este nanorobot cuando se inyecte en un organismo vivo. Por su naturaleza, podría ser destruido fácilmente por nucleasas, enzimas responsables de la hidrólisis de las moléculas de ADN. Los nanorobots podrían ser metabolizados antes de alcanzar su destino.

Los científicos ya han imaginado envolverlos en una capa de polietileno glicol, un químico que se utiliza en farmacología para aumentar la vida útil de los ingredientes activos y protegerlos de la digestión.

Este proyecto, si tiene éxito, podría resultar muy interesante. Al actuar a nivel celular, sería posible tratar muchas enfermedades, ya sea por la orientación de las células afectadas o, por el contrario, por la estimulación del sistema inmune para reaccionar con mayor eficacia contra la infección.

Por ahora, todavía hay muchos pasos y el uso de estos nanorobots en ratones es todavía se da solo en el dominio de la imaginación. A continuación, se realizarán pruebas en modelos animales filogenéticamente más cercanos a los seres humanos antes, si tiene éxito, se procederá a utilizar experimentalmente, durante muchos años. Esta tecnología no estará disponible para mañana, pero tenemos que empezar en alguna parte, y tal vez sea el origen de una hermosa historia …

células leucemia

El nanorobot podría dirigirse a las células leucémicas, como las que vemos en la imagen, sin afectar las células sanas. Si funciona correctamente, podría ser eficaz contra cualquier tipo de célula cancerosa. Pero esto es todavía ciencia ficción, ya que aún están formándose en los origamis de ADN, desarrollados por Paul Rothemund, en 2006. Un progreso considerable en muy poco tiempo que sugiere nuevas esperanzas. © DR

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