Avances en micro robots para aplicaciones médicas

El pasado veintidós de septiembre la prestigiada revista “Nature Materials” publicó un interesante artículo en donde investigadores de la Universidad de California en San Diego, reportan experimentos con robots nanoscópicos para el tratamiento de neumonía en ratones (ver: F. Zhang et al., “Nanoparticle-modified micro robots for in vivo antibiotic delivery to treat acute bacterial pneumonia”, Nature Materials, 2022).

Un grupo de ingenieros desarrolló estos micro robots capaces de nadar en los pulmones y administrar medicamentos para tratar casos mortales de neumonía bacterial resultando en un cien por ciento de éxito. Por otra parte, los ratones que no recibieron tratamiento, todos fallecieron dentro de los primeros tres días de haber sido infectados.

Los micro robots están hechos de células de algas en cuyas superficies se han colocado nanopartículas llenas de antibióticos. De este modo las algas proporcionan movimiento que les permite a los robots nadar y administrar directamente el antibiótico en los pulmones. Las nanopartículas conteniendo el antibiótico están hechas de esferas poliméricas biodegradables.

El resultado es que los micro robots tienen la capacidad de reducir la inflamación y por tanto son más eficientes para atacar la infección pulmonar.

Los investigadores afirman que, “nuestro propósito es administrar el antibiótico directamente en los pulmones y esto es lo que hemos demostrado en este trabajo”. El equipo de investigadores usó estos micro robots para tratar una bacteria que aparece frecuentemente en pacientes que han recibido tratamiento con ventiladores en unidades de cuidado intensivo.

Los investigadores introdujeron los micro robots a los pulmones utilizando los mismos tubos del equipo y afirman que, “la infección se eliminó completamente después de una semana y todos los ratones tratados con micro robots sobrevivieron más de treinta días mientras que todos los ratones sin tratamiento murieron dentro de los primeros tres días”.

El tratamiento utilizando micro robots fue más efectivo que el uso de inyecciones de antibióticos al flujo sanguíneo. La dosis requerida de antibióticos usando inyecciones era tres mil veces mayor que la utilizada en los micro robots para lograr el mismo efecto. A modo de comparación una dosis de micro robot proporciona quinientos nanogramos de antibiótico por ratón, mientras que una inyección directa al flujo sanguíneo requiere de mil seiscientos cuarenta y cuatro miligramos de antibiótico por ratón.

Los investigadores consideran que su enfoque es más efectivo debido a que ellos colocaron el medicamento exactamente en el lugar donde era necesario en lugar de difundirlo a todo el cuerpo del ratón.

Afirman, “con una inyección al flujo sanguíneo solo una muy pequeña fracción de antibiótico llegará a los pulmones y esta es la razón por la que muchos tratamientos actuales de antibióticos contra neumonía no funcionan tan bien y conducen a una alta mortalidad mientras que utilizando micro robots se mejora notablemente el efecto del antibiótico para matar a los patógenos bacteriales, el resultado final es salvar más vidas”.

Los investigadores reconocen que este procedimiento se encuentra aún en la etapa de prueba, sin embargo los resultados son notablemente alentadores para que eventualmente este tipo de tratamiento sea aplicado a seres humanos.