El tratamiento sanitario del cáncer con nanorrobots, esto es, un sistema robótico más diminuto que una bacteria para eliminar tumores malignos, parece un método de ciencia ficción. Sin embargo, un equipo de investigadores ha logrado con éxito "asfixiar" a las células cancerígenas mediante esta técnica.
Científicos del Instituto de Biodiseño de la Universidad de Arizona (ASU por sus siglas en inglés) y del Centro Nacional en Nanociencia y Tecnología (NCNST) han creado nanorrobots de ADN autónomos, programados para buscar y destruir tumores.El equipo, liderado por el investigador Hao Yan, asegura haber probado con éxito estos robots en ratones y en cerdos. El estudio ha sido publicado en la revista NatureBiotechnology.
“En nuestro trabajo hemos diseñado el primer sistema robótico de ADN autónomo capaz de transportar medicamentos de forma precisa en una terapia contra el cáncer”, explica Hao Yan. Según el equipo científico, esta técnica ha resultado eficaz a la hora de reducir el volumen del tumor y prevenir la metástasis en cuatro tipos de cáncer: pulmón, mama, ovario y melanoma.
¿CÓMO FUNCIONAN?
Estos robots a nanoescala están compuestos de una lámina de ADN de 90 por 60 nanómetros de tamaño, esto es, mil veces más pequeño que el ancho de un cabello humano y cien veces más diminuto que un glóbulo rojo. Junto a la lámina se encuentra una enzima clave, denominada trombina, la cual se encarga de coagular la sangre.
Los nanorrobots están diseñados con origami de ADN y son mil veces más pequeños que el ancho de un cabello humano
Así, en el experimento, los nanorrobots fueron inyectados en el torrente sanguíneo de ratones infectados con células cancerígenas humanas, viajaron hasta donde se encontraba el tumor y, una vez allí, bloquearon la entrada de sangre que nutre a las células cancerígenas. Esto es, la trombina genera un pequeño trombo para evitar que el riego sanguíneo sustente el tumor.
La lámina de AND se “dobla” una vez que llega hasta el cáncer para liberar las cuatro moléculas de trombina. Una técnica basada del origami de ADN, un campo en el que el director la investigación, Hao Yan, es un experto. “Al igual que una hoja de papel puede ser doblada hasta adquirir la forma de una grulla, diversos segmentos de ADN pueden ser combinados para dar lugar a estructuras con distintas funciones”, explican desde el Centro Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).
La lámina de ADN se “dobla” una vez que llega hasta el tumor para liberar las cuatro moléculas de trombina
¿ATACAN A TODAS LAS CÉLULAS?
El punto de inflexión de la investigación surge en cómo programar a estos nanorrobots para que no ataquen también a las células sanas. Para ello, incorporaron a la lámina de ADN un ácido nucleico de cadena sencilla llamadoaptámero, diseñado para localizar una proteína, la nucleolina, la cual se produce en grandes cantidades en la superficie de las células cancerígenas, pero no en las células sanas. De esta forma, el sistema robótico de ADN autónomo alcanza el tumor, la trombina se libera, genera un mini-trombo y elimina a las células cancerígenas.
"Los nanorrobots pueden programarse para transportar cargas moleculares y causar bloqueos en el suministro de sangre tumoral en el sitio, lo que puede provocar la muerte del tejido y reducir el tamaño del tumor” explica profesor de NCNST, BaoquanDing. Una estrategia que puede utilizarse para varios tipos de tumores, pues “todos los vasos sanguíneos que alimentan al cáncer son prácticamente iguales” afirma Hao Yan.
No existen señales de que los nanorrobots se desplazaran a otras partes del organismo, como el cerebro
En las 24 horas siguientes la técnica bloqueó el suministro de sangre y dañó el tejido tumoral. Posteriormente, los robots nanométricos se degradaron del cuerpo. A los dos días, la trombosis era avanzada y en tres días se observaron trombos en todos los vasos del tumor. No existían señales de que los nanorrobots se desplazaran a otras partes del organismo, como el cerebro. A pesar de que el estudio aún no se ha probado en humanos, se trata de un gran paso en la lucha contra el cáncer, una enfermedad que, solo en el 2015, mató a 8,7 millones de personas en el mundo, según la OMS.