Un equipo de científicos investigadores de la Universidad Estatal de Arizona (ASU) y el Centro Nacional de Nanociencia y Tecnología (NCNST) de China, ha creado nanorobots de ADN programables que pueden buscar, atacar y reducir tumores al cortar el suministro de sangre, sin perjudicar el tejido sano.
La tecnología podría sonar como algo sacado de la ciencia ficción, pero los investigadores ya han demostrado que funciona en ratones y tienen la convicción de que los nanorobots tendrán el mismo desempeño en los humanos.
Las pruebas en ratones con tumores de mama, melanoma, ovario y pulmón, mostraron cómo los nanorobots de ADN se concentraban en los vasos sanguíneos que alimentan el cáncer e inducían la formación de coágulos, bloqueando eficazmente el suministro de oxígeno y nutrientes a los tumores.
Entre los resultados obtenidos se pudo evidenciar el crecimiento atrofiado del tumor, la reducción de tumores existentes y la disminución e inhibición de metástasis. Los animales tratados con los nanorobots sobrevivieron durante más tiempo, y en algunos casos hubo regresión completa del tumor. Además, se descubrió que los nanorobots son seguros y no desencadenaron respuestas inmunes cuando se probaron en ratones y cerdos normales.
Hasta ahora, el mayor desafío en el avance de la nanomedicina ha sido diseñar, construir y controlar nanorobots que apunten y destruyan activamente el tejido canceroso, sin dañar ninguna célula sana.
Hace aproximadamente cinco años, los investigadores del NCNST trabajaron específicamente en cortar el suministro de sangre del tumor al provocar la coagulación en tumores sólidos utilizando nanovehículos basados en ADN. Ahora, han actualizado el diseño en un sistema robótico totalmente programable que puede realizar esta misión de manera totalmente independiente.
Los investigadores utilizaron un modelo de ratón, donde la inyección de células cancerosas humanas induce un crecimiento agresivo del tumor. Una vez que las células tumorales comenzaron a crecer, los investigadores desplegaron los nanorobots.
Cada nanorobot está compuesto de una lámina rectangular de ADN con unas dimensiones de 90 por 60 nanómetros, incluyendo una enzima coagulante llamada trombina adherida a su superficie.
La trombina hace que la sangre dentro de los vasos que alimentan al tumor se coagule, bloqueando de ese modo el flujo sanguíneo del tumor, causando la muerte del tejido tumoral.
La clave para garantizar que el nanorobot sólo atacara el tejido tumoral, era incluir un aptámero de ADN en su superficie, el cual se dirige específicamente a una proteína llamada nucleolina, que se encuentra solamente en la superficie de las células endoteliales del tumor, y no en las células sanas.
Los nanorobots se congregaron en grandes cantidades y rodearon el tumor unas horas después de su despliegue. Causaron daños en el tejido tumoral en sólo 24 horas, dejando intactas las células sanas. Después de tres días, se observaron trombos en todos los vasos tumorales.
El coautor de la investigación, Dr. Yan Hao, director del Centro de Diseño Molecular y Biomimética, y profesor de química y bioquímica en la ASU, expresó:
Hemos desarrollado el primer sistema completamente autónomo de ADN robótico para un diseño de fármacos muy precisos para la terapia contra el cáncer. El nanorobot de ADN de entrega de trombina, constituye un gran avance en la aplicación de la nanotecnología.
Los nanorobots de ADN aún no se han probado en humanos, pero tienen un inmenso potencial como un método seguro y eficaz para combatir tumores y tratar el cáncer. El próximo objetivo, por supuesto, es demostrar que la seguridad y la eficiencia de los nanobots en humanos.
