Observat in vivo el moviment col·lectiu dels nanorobots

Nanorobots

Un equip d’investigadors amb la participació de la professora de la UAB Esther Julián ha observat, per primera vegada, el comportament d’un eixam de nanorobots dins de ratolins vius. L’estudi ha estat publicat a Science Robotics.

19/03/2021

El desenvolupament dels nanorobots avança cada dia per intentar fer-se realitat en les practiques mediques. Les seves aplicacions són molt variades: des de la identificació i localització de les cèl·lules tumorals, fins a l’alliberament de medicaments en racons específics del cos. Els nanobots moguts per enzims catalítics es troben entre els sistemes més prometedors. Tanmateix, entendre el comportament col·lectiu d’aquests nanorobots és essencial per avançar cap a la pràctica clínica.

Ara, en un nou estudi publicat a la revista Science Robotics, investigadors liderats pel professor d’investigació ICREA i investigador de l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) Samuel Sánchez, juntament amb la professora del Departament de Genètica i de Microbiologia de la UAB Esther Julián i el CIC biomagUME de Sant Sebastià, han aconseguit observar in vivo el comportament col·lectiu d’un gran nombre de nanorobots marcats amb isòtops radioactius.

Per fer-ho, els investigadors van realitzar primer experiments in vitro, controlant els nanorobots a través de microscòpia òptica i Tomografia d’Emissió de Positrons (PET). Ambdues tècniques els van permetre observar com les nanopartícules es barrejaven amb els fluids i eren capaces de migrar, col·lectivament, seguint camins complexos. Els nanorobots es van administrar intravenosament a ratolins i, finalment, es van introduir en les bufetes d’aquests animals. Els Nanobots tenien un enzim incorporat, l’ureasa, capaç d’utilitzar la urea de l’orina com a combustible, raó per la qual es podien moure fàcilment en aquest entorn. L’equip de científics va trobar que la distribució dels nanodispositius en la bufeta dels ratolins era homogènia, el que indica que el moviment col·lectiu era coordinat i eficient.

Els nanorrobots realitzen moviments col·lectius similars als que es troben a la natura, com els ocells que volen en bandada, o els patrons ordenats que segueixen els bancs de peixos

Aquest estudi demostra l’alta eficiència de milions de dispositius nanoscòpics per moure’s de manera coordinada tant en ambients in vitro com in vivo, un fet que constitueix un avanç fonamental en la carrera dels nanorobots per convertir-se en els protagonistes de teràpies i tractaments altament precisos. Les futures aplicacions en medicina d’aquests dispositius nanoescala són prometedores. Els “eixams de nanobots” podrien ser especialment útils en els mitjans viscosos, on la difusió de les drogues sovint està limitada per una vascularització pobra, com en el tracte gastrointestinal, l’ull o les articulacions.

Article de referència:

Ana C. Hortelao, Cristina Simó, Maria Guix, Sandra Guallar-Garrido, Esther Julián, diana Vilela, Luka Rejc, Pedro Ramos-Cabrer, Unai Cossío, Vanessa Gómez-Vallejo, Tania Patiño, Jordi LLop, Samuel Sánchez. Monitoring the collective behavior of enzimatic nanomotors in vitro and in vivo by PET-CT. Science Robotics, 2021.