Desarrollan microrobot capaces de entregar medicamentos directamente a las células cancerosas.

La quimioterapia trata con éxito muchas formas de cáncer, pero los efectos secundarios pueden causar estragos en el resto del cuerpo.

La administración de fármacos directamente a las células cancerosas podría ayudar a reducir estos desagradables síntomas.

Ahora, en un estudio de prueba de concepto, los investigadores que informan en ACS Nano fabricaron microrobots con forma de pez que se guían con imanes hasta las células cancerosas, donde un cambio de pH les hace abrir la boca y liberar su carga de quimioterapia.

Los científicos ya han fabricado robots a microescala (de menos de 100 µm) que pueden manipular objetos diminutos, pero la mayoría no pueden cambiar su forma para realizar tareas complejas, como liberar fármacos.

Algunos grupos han creado objetos impresos en 4D (dispositivos impresos en 3D que cambian de forma en respuesta a determinados estímulos), pero normalmente sólo realizan acciones sencillas y su movimiento no puede controlarse a distancia.

En un paso hacia las aplicaciones biomédicas de estos dispositivos, Jiawen Li, Li Zhang, Dong Wu y sus colegas querían desarrollar microrrobots que cambiasen de forma y que pudiesen ser guiados por imanes a sitios específicos para administrar tratamientos.

Dado que los tumores existen en microambientes ácidos, el equipo decidió hacer que los microrobots cambiaran de forma en respuesta a la disminución del pH.

Para ello, los investigadores imprimieron en 4D microrobots con forma de cangrejo, mariposa o pez utilizando un hidrogel sensible al pH.

Ajustando la densidad de impresión en determinadas zonas de la forma, como los bordes de las pinzas del cangrejo o las alas de la mariposa, el equipo codificó el cambio de forma en función del pH.

A continuación, hicieron que los microrobots fueran magnéticos colocándolos en una suspensión de nanopartículas de óxido de hierro.

Los investigadores demostraron varias capacidades de los microrobots en varias pruebas. Por ejemplo, un microrobot con forma de pez tenía una «boca» ajustable que se abría y cerraba.

El equipo demostró que podía dirigir el pez a través de vasos sanguíneos simulados para llegar a las células cancerosas en una región específica de una placa de Petri.

Cuando redujeron el pH de la solución circundante, el pez abrió la boca para liberar un fármaco quimioterapéutico que mató las células cercanas.

Aunque este estudio es una prueba de concepto prometedora, los microrobots deben hacerse aún más pequeños para poder navegar por los vasos sanguíneos reales, y es necesario identificar un método de imagen adecuado para seguir sus movimientos en el cuerpo, dicen los investigadores.

Referencia: Chen Xin, Dongdong Jin, Yanlei Hu, et al. «Environmentally Adaptive Shape-Morphing Microrobots for Localized Cancer Cell Treatment». ACS Nano, 19 October 2021.

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