I ngenieros de la Universidad de California en San Diego (UCSD) han desarrollado robots microscópicos capaces de nadar a través de los pulmones para administrar medicamentos contra el cáncer directamente a los tumores metastásicos.
La metástasis pulmonar plantea un desafío formidable en el ámbito del tratamiento del cáncer, ya que la quimioterapia convencional a menudo no es suficiente debido a su focalización limitada y su baja acumulación en los pulmones.
Con esta premisa, ingenieros de la
Universidad de California en San Diego (UCSD) han desarrollado robots microscópicos capaces de nadar a través de los pulmones para administrar medicamentos contra el cáncer directamente a los tumores metastásicos.
Este equipo ha mostrado un enfoque de microrobot que utiliza algas móviles para la administración localizada de nanopartículas cargadas de fármacos para abordar los desafíos de la metástasis pulmonar. El microrobot biohíbrido [denominado “robot de algas NP(DOX)”] combina microalgas verdes con nanopartículas recubiertas de membrana de glóbulos rojos que contienen doxorrubicina, un fármaco quimioterapéutico representativo.
Las microalgas proporcionan propulsión autónoma en los pulmones, aprovechando la liberación controlada de fármacos y una mayor dispersión de fármacos para ejercer efectos antimetastásicos. Tras la administración intratraqueal, los robots de algas NP (DOX) transportan de manera eficiente su carga útil de fármaco a lo profundo de los pulmones mientras mantienen una motilidad continua. Esta estrategia conduce a una distribución rápida del fármaco, una mejor acumulación de tejido y una retención prolongada en comparación con las nanopartículas pasivas cargadas de fármacos y los controles de fármacos libres.
Robots de algas
En un modelo de metástasis pulmonar de melanoma, los robots de algas NP(DOX) exhiben una mejora sustancial en la eficacia terapéutica, reduciendo la carga metastásica y extendiendo la supervivencia en comparación con los grupos de control.
El método ha resultado prometedor en ratones, donde inhibió el crecimiento y la diseminación de tumores que habían extendido en los pulmones. El equipo logró así aumentar las tasas de supervivencia, en comparación con los tratamientos de control. Los resultados se detallan en un estudio publicado esta semana en
Science Advances.
Los investigadores explican que adhirieron químicamente nanopartículas rellenas de fármacos a la superficie de células de algas verdes. Las algas, que dan movimiento a estos diminutos autómatas, permiten a las nanopartículas nadar con eficacia por los pulmones y llevar su carga terapéutica a los tumores.
Las nanopartículas están formadas por diminutas esferas de polímero biodegradable, cargadas con el fármaco de quimioterapia doxorrubicina y recubiertas con membranas de glóbulos rojos. Este recubrimiento cumple una función crítica: protege las nanopartículas del sistema inmunitario, lo que les permite permanecer en los pulmones el tiempo suficiente para ejercer sus efectos antitumorales.
El movimiento activo de natación de los micro robots mejoró significativamente la distribución del fármaco en el tejido pulmonar profundo, al tiempo que prolongó el tiempo de retención, aseguraron los investigadores. Además, la distribución mejorada y el tiempo de retención prolongado nos permitieron reducir la dosis de fármaco requerida, lo cual redujo los efectos secundarios y mantuvo al mismo tiempo una alta eficacia de supervivencia.
De cara al futuro, el equipo está trabajando en el avance de este tratamiento a estudios en animales más grandes, con el objetivo final de ensayos clínicos en humanos.
