Un equipo internacional de científicos ha desarrollado un sistema de micro y nanorrobots capaces de navegar por los vasos sanguíneos del cuerpo humano para liberar medicamentos con una precisión milimétrica. Este avance permitiría administrar tratamientos más seguros y específicos, reduciendo los efectos secundarios no deseados.
El sistema fue diseñado por un grupo de investigadores liderado por Salvador Pané i Vidal y Bradley Nelson, del Instituto ETH de Zúrich (Suiza), con la colaboración de la Universidad de Barcelona (España) y diversos centros de Alemania, Grecia, Portugal y China.
Los científicos explican que, en enfermedades como los ictus o los tumores, los fármacos suelen administrarse de forma sistémica, es decir, circulan por todo el torrente sanguíneo. Este tipo de tratamiento puede causar efectos secundarios y representa casi un tercio de los fracasos en los ensayos clínicos. Por ello, los autores subrayan en su estudio —publicado en la revista Science— la necesidad de desarrollar métodos más precisos para administrar medicamentos.
El nuevo sistema de microrrobots permite liberar los fármacos directamente sobre los tejidos enfermos.
“A diferencia de muchas nanoterapias convencionales que dependen de la circulación y de fenómenos pasivos, nuestro sistema añade navegación activa y control magnético de unas cápsulas microrrobóticas para liberar el fármaco exactamente donde se necesita”, explicó a EFE el investigador Salvador Pané i Vidal, colíder del estudio.
Según Pané, los microrrobots podrían utilizarse para tratar ictus, tumores, lesiones locales del sistema vascular o nervioso, malformaciones vasculares e incluso infecciones.
Los avances recientes en ciencia de materiales y sistemas de control han permitido crear microrrobots capaces de realizar movimientos complejos y liberar fármacos en entornos biológicos difíciles. Sin embargo, su aplicación clínica sigue siendo un desafío.
Basándose en trabajos previos, el primer autor del estudio, Fabian Landers, y su equipo desarrollaron un sistema microrrobótico guiado magnéticamente que integra el sistema de navegación electromagnética Navion, un catéter de liberación personalizado y una cápsula soluble cargada con medicamentos.
“Cada microrrobot es una cápsula de gelatina biodegradable y biocompatible con nanopartículas magnéticas y de tántalo, unos componentes ya aprobados para otros usos, lo que potencialmente facilita la traslación regulatoria”, señaló Pané.
Estas nanopartículas permiten guiar las cápsulas mediante imanes hasta su destino —como un trombo o un tumor— y controlar su recorrido en tiempo real a través de imágenes de rayos X.
El equipo también desarrolló un sistema de navegación electromagnética modular, apto para quirófanos, que permite dirigir la cápsula y maniobrar en zonas complejas, como bifurcaciones de vasos sanguíneos. Una vez liberado el medicamento, el microrrobot se disuelve de forma segura dentro del cuerpo.
Además, el sistema puede desplazarse a contracorriente del flujo sanguíneo y alcanzar velocidades de más de 20 centímetros por segundo.
“Es sorprendente la cantidad de sangre que fluye por nuestros vasos y a una velocidad tan alta. Nuestro sistema de navegación debe ser capaz de soportar todo esto”, comentó Landers.
Para probar el sistema, los investigadores utilizaron vasos sanguíneos artificiales de silicona y, posteriormente, evaluaron su viabilidad en animales, incluidos cerdos y el líquido cefalorraquídeo de una oveja. Las pruebas demostraron que los microrrobots pueden maniobrar por vasos y espacios cerebroespinales complejos, liberando los fármacos con precisión milimétrica incluso en los vasos más pequeños.
“Aunque queda mucho trabajo por hacer para trasladar plenamente esta tecnología a la práctica clínica, nuestros resultados proporcionan un marco sólido para abordar los complejos retos asociados a la administración dirigida de fármacos”, escriben los autores.
El siguiente paso será realizar estudios preclínicos para distintas indicaciones —ictus, aneurismas, tumores o infecciones— con el fin de definir dosis, seguridad, eliminación de los microrrobots y optimizar la navegación con el sistema Navion.
“Si los resultados en animales grandes se mantienen sólidos, un primer ensayo en humanos podría plantearse en un horizonte de 5 a 10 años. En escenarios de alta necesidad clínica, el plazo podría acortarse a unos cinco años”, adelantó Pané a EFE.
Con información de EFE.
