Los nanorrobots son diminutas máquinas diseñadas a escala nanométrica (una millonésima parte de un milímetro), que pueden moverse de manera autónoma en determinados fluidos como, por ejemplo, en el torrente sanguíneo.

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Su desarrollo se encuentra todavía en fase de investigación, pero ya se están realizando avances muy significativos para convertirlos en una realidad en la práctica médica. Con ellos, por ejemplo, se podrán identificar células tumorales o liberar fármacos en rincones específicos del organismo.

Para poder desplazarse, la técnica más avanzada es la que emplea enzimas catalíticas que permiten que los nanorrobots puedan autopropulsarse. Lo importante ahora es conocer con detalle el comportamiento ‘autónomo’ de esta ‘nanomaquinas’ para entender sus movimientos y sacarles el máximo partido.

Ahora, en un nuevo estudio publicado en la revista Science Robotics, un equipo de investigadores del IBEC, en colaboración con la Universidad Autónoma de Barcelona y CIC biomaGUNE, han logrado observar in vivo el comportamiento colectivo de un gran número de nanorrobots, diseñados en el propio IBEC para moverse de forma autónoma en el organismo.

“El hecho de haber podido ver el movimiento colectivo y sincronizado de los nanorrobots, y de seguirlos dentro de un organismo vivo, es de gran relevancia, puesto que se necesitan millones de ellos para tratar patologías específicas como, por ejemplo, las alteraciones tumorales”, explica Samuel Sánchez, Profesor de Investigación ICREA e investigador principal en el IBEC.

Empleando microscopía óptica y tomografía de emisión de positrones (PET), los investigadores han podido observar cómo las nanopartículas se mezclaban con los fluidos y eran capaces de migrar, de forma colectiva, siguiendo caminos complejos. Administraron los nanorrobots en vejigas de ratones y emplearon la enzima ureasa como ‘combustible’.

“Hemos demostrado, por primera vez, que los nanorrobots se pueden monitorizar in vivo mediante la tomografía por emisión de positrones (PET), una técnica no invasiva de alta sensibilidad utilizada actualmente en el entorno clínico”, explica Jordi Llop, investigador principal del laboratorio de radioquímica y de imagen nuclear de CIC biomaGUNE.

Movimiento sincronizado como el de los peces

Como en la misma naturaleza, el enjambre de nanorrobots inoculados en los ratones de laboratorio, se desplazaba de forma coordinada, como si se tratara de una coreografía bien ensayada. “Los nanorrobots realizan movimientos colectivos parecidos a los que encontramos en la naturaleza, como el de los pájaros que vuelan en bandadas, o los patrones ordenados que siguen los bancos de peces”, explica Samuel Sánchez.

Con este estudio se demuestra que los nanorrobots pueden resultar especialmente útiles “en medios viscosos, donde la difusión de fármacos está limitada muchas veces por la mala vascularización, como en el tracto gastrointestinal, los ojos, o las articulaciones”, explican desde el IBEC.

Otro aspecto importante es que como los nanorrobots emplean enzimas como combustible, “podrían fabricarse nanorrobots a medida según el objetivo dentro del organismo, adaptando el dispositivo al combustible accesible en el entorno donde deben desplazarse”, concluye Samuel Sánchez.