Los ingenieros de la Universidad de California San Diego tienen Desarrollado robots microscópicos que puede nadar a través de la sangre y eliminar las bacterias y toxinas dañinas.

Estos nanorobots son aproximadamente 25 veces más pequeños que el ancho de un cabello humano, y podrían conducir a una forma eficiente y segura de descontaminar los fluidos biológicos en el cuerpo.

La investigación fue liderada por Joseph Wang y Liangfang Zhang, profesores en el Departamento de NanoEngineering en la Escuela de Ingeniería UC San Diego Jacobs.

El estudio se publica en línea en Robótica Ciencia.

Cómo funciona

Los diminutos robots funcionan con ultrasonido y se construyen mediante el recubrimiento de nanohilos de oro con una fusión de plaquetas y membranas de glóbulos rojos.

Mientras que las plaquetas funcionan para unirse y atacar diferentes formas de bacterias, los glóbulos rojos absorben y neutralizan las toxinas producidas por las bacterias.

"La combinación de membranas de plaquetas y glóbulos rojos en cada recubrimiento de nanorobot es sinérgica: las plaquetas atacan a las bacterias, mientras que los glóbulos rojos atacan y neutralizan las toxinas que producen esas bacterias" Berta Esteban-Fernández de Ávila, un académico postdoctoral en el grupo de investigación de Wang, dijo en un comunicado.

Para construir los robots, los investigadores primero separan las membranas enteras de las plaquetas y los glóbulos rojos, y luego aplican ondas de sonido de alta frecuencia para fusionarlas.

Dado que las membranas se toman de las células reales, contienen todas las funciones de proteínas de la superficie celular original y se pueden recubrir con nanocables de oro mediante la química de la superficie.

Este recubrimiento protege a los nanorobots de la bioincrustación, un proceso que ocurre cuando las proteínas se acumulan en la superficie de objetos extraños y evitan que funcionen normalmente.

"La idea es crear nanorobots multifuncionales que puedan realizar tantas tareas diferentes a la vez", dijo Esteban-Fernández de Ávila en un comunicado.

Probando los nanorobots

El revestimiento dorado permite que los nanorobots respondan al ultrasonido, lo que les da a las máquinas la capacidad de nadar de forma eficiente y mezclarse con sus objetivos.

Hasta ahora, los investigadores han probado los nanorobots en muestras de sangre contaminadas con MRSA, una cepa bacteriana resistente a los antibióticos de Staphylococcus aureus.  

Los nanorobots pueden viajar hasta 35 micrómetros por segundo cuando funcionan con ultrasonido, y después de cinco minutos, las muestras de sangre tratadas tenían tres veces menos bacterias y toxinas que las muestras no tratadas.

"Esta es una plataforma de prueba de concepto para diversas aplicaciones terapéuticas y de biodetoxificación", dijo Wang en un comunicado.

Aplicaciones futuras

Aunque el trabajo hasta ahora solo se ha probado para el tratamiento de MRSA, los investigadores esperan poder desintoxicar los fluidos biológicos de manera más general.

“Las plaquetas pueden unir bacterias gram positivas y negativas, por lo que este recubrimiento de membrana puede servir para tratar múltiples infecciones”, dijo Esteban-Fernández de Ávila.

Luego, los investigadores planean probar los nanorobots en animales vivos, y están trabajando para hacer el recubrimiento de materiales biodegradables en lugar de oro.

"Al usar un recubrimiento híbrido que combina las propiedades de los glóbulos rojos y las plaquetas, podemos crear nanorobots multifuncionales, todo en uno, que son capaces de eliminar toxinas y patógenos para una desintoxicación y descontaminación eficientes para aplicaciones de defensa y biomédicas," dijo Wang.