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Los robots microscópicos que pueden mover células y salvar miles de vidas

July 10, 2018

Carlos Ponce Rojas

Científicos de Hong Kong desarrollan microrobots que, al ser introducidos a organismos vivos, permiten depositar medicina en sitios específicos.



Uno de los inventos utilizados en relatos de Ciencia Ficción es el de reducir el tamaño del ser humano o de una nave tripulada por humanos, capaz de entrar al cuerpo para explorarlo y vivir alguna aventura. Tal idea es vigente en la mente de la comunidad científica, pero con otros propósitos y sin achicar humanos de por medio, sino pensando en la posibilidad de fabricar transportadores microscópicos que puedan entrar al torrente sanguíneo en el ser humano y liberar algún medicamento en el sitio requerido para el tratamiento de alguna enfermedad. Pues bien, un grupo de científicos de Hong Kong está muy cerca de lograr que estos transportadores o microrobots sean utilizables en la practica medica. Pero antes de entrar a detalle, discutamos un poco el problema que los microrobots están a punto de resolver.





Uno de los principales inconvenientes en la práctica médica son los efectos secundarios. Todos hemos tomado medicamentos dirigidos a sanar una enfermedad, pero que provocan efectos adversos en otro sitio del cuerpo derivados de las características del medicamento o de la salud del paciente. Por ejemplo, si una persona contrae laringitis por una infección bacteriana, entonces el médico recetara antibióticos. El problema aquí subyace en que los antibióticos no sólo eliminarán a las bacterias de la laringe, sino que pueden afectar otros sitios, como el tracto digestivo, donde las bacterias residentes forman parte de la “flora bacteriana normal” y no necesariamente son bacterias nocivas.


En otro ejemplo aparece el cáncer, una enfermedad para la cual existen dos tratamientos sugeridos: la radioterapia y la quimioterapia. En la radioterapia, se expone al paciente a radiación ionizante con el objetivo de eliminar las células malignas en los tumores formados. Esto es el equivalente a que con un faro gigante se trate de enfocar a un grupo de tres personas en las tribunas del Estadio Azteca durante un partido de futbol. Evidentemente, la luz del faro iluminará a más de tres personas, debido a las características del aparato. Lo mismo sucede en la radioterapia, y los efectos secundarios se deben al daño de los tejidos sanos cercanos a la radiación ionizante. En la quimioterapia tenemos un problema similar al expuesto en el uso de los antibióticos, esto es que los fármacos administrados por el torrente sanguíneo afectarán de manera preferencial a las células tumorales; sin embargo, también afectarán a las células sanas del paciente.





En los ejemplos antes expuestos la palabra mágica es la siguiente: especificidad. ¿Cómo podemos administrar de manera específica un medicamento a una zona del cuerpo de manera particular? Evidentemente, la respuesta a esta pregunta protegería a las células sanas de los pacientes y los tratamientos serían mucho más eficaces y menos perjudiciales. Tomemos en cuenta que la respuesta tampoco implica hacernos pequeños y entrar al cuerpo humano. No de momento.


Este mes, en la revista Science Robotics, un equipo de investigadores del departamento de Ingeniería Mecánica y Biomédica de la Universidad de Hong Kong ha descrito el desarrollo de microrobots capaces de moverse a placer dentro de organismos modelo y con la función de ser transportadores. Estos microrobots consisten en mini jaulas esféricas porosas, decoradas con moléculas de titanio y níquel en el exterior. El titanio sirve como elemento biocompatible; es decir, evita una respuesta inmune por parte del cuerpo humano, tal como en el caso de las prótesis óseas. El níquel, por otro lado, es un elemento magnético, y es el principal secreto a los microrobots y la razón de su éxito. Esto se debe a que los microrobots, al ser expuestos a un campo magnético, se mueven atraídos por uno de los polos del campo magnético. Si se mueve el campo magnético, lo esperable es que los microrobots se muevan atraídos por el cambio en el campo magnético. Imaginemos dos pedazos de imanes cuando se atraen, si se mueve uno, el otro se moverá también por la atracción magnética entre ambos.





Este es el fundamento básico de los microrobots. Es el equivalente a darles instrucciones, con el campo magnético, sobre la dirección a la cual se deben mover, o darles un GPS. Los científicos han logrado introducir células como pasajeros dentro de los microrobots y moverlos en cultivos celulares, en peces y recientemente dentro del cuerpo de ratones. Además, se ha logrado depositar estas células en sitios específicos del cuerpo de los ratones.


Evidentemente el potencial de estos microrobots es enorme. Aunque por ahora sólo pueden mover células, es muy probable que la manipulación correcta de la composición de los mismos permita mover moléculas mas pequeñas, como medicamentos.

Por ahora nos toca esperar, con la esperanza de que los microrobots sean una realidad en el futuro próximo y puedan ser explotados en medicina regenerativa y en medicina basada en terapia celular. La Ciencia Ficción está siendo rebasada finalmente a una velocidad esperanzadora.





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TAGS: Ciencia ficcion Ciencia Medicina
REFERENCIAS: Science Robotics The Scientist

Carlos Ponce Rojas


Colaborador

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