Por primera vez, se han diseñado nanorobots capaces de administrar fármacos directamente en los ojos sin causar daños.
La nanotecnología es una técnica reciente que ha captado la atención de los científicos para el tratamiento de diversas enfermedades . Los nanorobots (también llamados nanobots) son dispositivos diminutos, fabricados con componentes a nanoescala, con un tamaño de entre 0.1 y 10 micrómetros. Tienen el potencial de administrar fármacos en el cuerpo humano de forma muy precisa y dirigida. Los nanorobots están diseñados para ser atraídos únicamente por las células enfermas, lo que les permite administrar un tratamiento directo a estas células sin dañar las sanas . Si bien para la mayoría de las enfermedades este tipo de administración dirigida de fármacos no suele ser esencial, para enfermedades complejas como la diabetes o el cáncer puede resultar muy beneficiosa.
Enfermedades de la retina del ojo.
El tratamiento de las enfermedades oculares generalmente se centra en reducir la inflamación, reparar las lesiones traumáticas y proteger o mejorar la visión. Una retina sana —la fina capa de tejido en la parte posterior del ojo— es fundamental para una buena visión. Nuestra retina está compuesta por millones de células fotosensibles (llamadas bastones y conos) y fibras nerviosas que permiten que la luz que entra en el ojo se convierta en impulsos eléctricos que llegan al cerebro. Así es como el ojo recibe y procesa la información visual y la envía al cerebro a través del nervio óptico. Todo este proceso posibilita la visión y controla cómo percibimos las imágenes. Las enfermedades de la retina afectan a cualquier parte de ella. Existen pocos tratamientos disponibles para algunas enfermedades de la retina, pero son bastante complejos. El objetivo de cualquier tratamiento es detener o ralentizar por completo la progresión de la enfermedad y proteger la visión (preservarla, mejorarla o restaurarla). Es crucial detectar los problemas de retina a tiempo, ya que el daño es irreversible. Si no se tratan, algunas enfermedades de la retina pueden causar pérdida de visión o ceguera.
Es extremadamente difícil tratar las enfermedades que afectan a la retina porque es muy difícil administrar medicamentos dirigidos a través del denso tejido biológico presente en el ojo. Aunque los tejidos oculares están compuestos principalmente de agua, están formados por un globo ocular viscoso y una densa red de moléculas (hialuronano y colágeno) que no pueden ser penetradas fácilmente por partículas, ya que ambas son barreras muy fuertes. Se requiere una gran precisión para realizar una administración de fármaco dirigida al ojo. Esta es la razón por la que los métodos tradicionales que se han utilizado para administrar medicamentos a los ojos se han basado principalmente en la difusión aleatoria y pasiva de moléculas y estos métodos no son adecuados para administrar medicamentos en la parte posterior del ojo.
Nanorobots para tratar enfermedades de la retina
Investigadores del Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes en Stuttgart, junto con un equipo, han desarrollado nanorobots ('vehículos') que pueden atravesar por primera vez el tejido ocular denso. Estos nanorobots se fabricaron utilizando una técnica basada en el vacío en la que se modelaron nanopartículas a base de sílice en una oblea que luego se colocaron dentro de una cámara de vacío en un ángulo particular mientras se depositaba material de sílice como hierro o níquel. La sombra causada por un ángulo poco profundo asegura que el material solo se deposite en nanopartículas que luego asumen una estructura de hélice helicoidal. Estos nanorobots tienen aproximadamente 500 nm de ancho y 2 μm de longitud, son de naturaleza magnética y tienen forma de micro hélices. Este tamaño es aproximadamente 200 veces más pequeño que el diámetro de una sola hebra de cabello humano. Luego, los nanorobots se recubren con una capa de bio-líquido antiadherente en el exterior para evitar cualquier adherencia entre el nanorobot y la red de proteínas biológicas en el tejido del ojo cuando los nanorobots navegan a través de él. El tamaño óptimo de los nanorobots asegura que se deslicen a través de la malla de la red polimérica biológica sin dañar el tejido sensible del ojo. Estos increíbles nanorobots se pueden cargar con fármacos o medicinas y se pueden navegar cm a cm y apuntar a un área particular del ojo mediante el uso de campos magnéticos en tiempo real.
Los científicos inyectaron miles de nanorobots en un ojo de cerdo con una aguja y aplicaron un campo magnético para agitar los nanorobots hacia la retina del ojo en una duración total de 30 minutos a partir de la inyección. Supervisaron constantemente el camino recorrido por el nanorobot utilizando una técnica de imagen que se utiliza comúnmente para diagnosticar enfermedades oculares. Esta técnica es única y mínimamente invasiva. Aunque hasta ahora solo se ha demostrado en sistemas modelo o fluidos. Los científicos esperan que en un futuro cercano esta técnica se utilice para cargar nanorobots con la terapéutica adecuada y que lleguen a otros tejidos densos y blandos en partes inalcanzables del cuerpo humano. El campo de la nanomedicina, el uso de nanorobots para terapia, ha recibido mucha atención en los últimos años y se están desarrollando muchos tipos diferentes de nanorobots, algunos utilizando el proceso de fabricación 3D. Curiosamente, se pueden desarrollar casi mil millones de nanorobots en unas pocas horas vaporizando dióxido de silicio y otros materiales como el hierro en una oblea de silico en condiciones de alto vacío.
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Fuentes)
Zhiguang W et al. 2018. Un enjambre de microhélices resbaladizas penetra el cuerpo vítreo del ojo. Science Advances . 4(11). https://doi.org/10.1126/sciadv.aat4388
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