Desarrollan nanorrobots capaces de navegar por el interior del cuerpo humano
Investigadores del Instituto de Bioingenieria de Cataluña (IBEC) y del Instituto Catalan de Nanociencia y Nanotecnologia (ICN2) han desarrollado nanorrobots impulsados por un nuevo tipo de nanomotores enzimaticos encapsulados capaces de navegar por los liquidos del interior del cuerpo humano, con muchas aplicaciones biomedicas.
Los nanorrobots, denominados LipoBots, son capaces de autopropulsarse y de conservar su funcionalidad enzimatica en condiciones parecidas a las del estomago humano, y navegan gracias a unos nanomotores cataliticos capaces de recolectar energia quimica de su entorno y usarla para moverse.
Estos nanomotores, o nanoparticulas autopropulsadas, son capaces de «encenderse» y empezar a moverse en un fluido, utilizando diversas biomoleculas como combustible, un mecanismo de propulsion que les permite llegar facilmente a un objetivo especifico, penetrar en los tejidos y administrar farmacos con un mejor rendimiento.
Los investigadores han explicado que las enzimas, moleculas organicas que aceleran la velocidad de una reaccion bioquimica, son las candidatas ideales para actuar como fuentes de energia catalitica para estos nanomotores pensados para el ambito de la nanobiomedicina, ya que son muy diversas, especificas de sustrato y, sobre todo, estan presentes en todas partes del cuerpo humano.
Sin embargo, advierten, en los organismos vivos, estas nanoestructuras impulsadas por enzimas pueden estar expuestas a condiciones adversas, como fuertes variaciones del pH, que podrian comprometer tanto su movimiento como sus funcionalidades quimicas.
Ahora, investigadores del grupo Dispositivos Nano-Bio-Inteligentes del IBEC, liderados por Samuel Sanchez, y del grupo Supramolecular Nanochemistry and Materials del ICN2, dirigido por Daniel Maspoch, han desarrollado estos nanomotores enzimaticos autopropulsados que conservan sus funcionalidades tras ser expuestos a distintos pH acidos gracias a la encapsulacion enzimatica.
Los investigadores, que han publicado su trabajo en la revista ‘Advanced Functional Materials’, han demostrado la validez de este enfoque con los nuevos nanomotores LipoBots (LBs), impulsados ??por la enzima ureasa.
Los investigadores estudiaron las consecuencias de la exposicion a condiciones ambientales adversas probando los nanomotores en un medio acido de pH 3 y 5 (posibles valores del pH del estomago humano) durante 1 hora.
Esta prueba revelo que tanto la capacidad de autopropulsion como la actividad enzimatica de los LipoBots con la ureasa encapsulada superaron los efectos del ambiente acido, por lo que los nanomotores mantuvieron su actividad enzimatica y, ademas, su movimiento activo aun podria activarse agregando desoxicolato de sodio.
Segun los investigadores, este avance abre el camino a aplicar LipoBots encapsulados al desarrollo de nuevos sistemas activos de administracion de farmacos.
Dado que sus funcionalidades enzimaticas se conservan despues de la exposicion a un entorno hostil y su movimiento se activa in situ, estos nanomotores basados ??en liposomas podrian usarse, por ejemplo, en el tracto gastrointestinal, donde las sales biliares estan presentes de forma natural en el intestino, segun sus autores.