Los tumores que viajan a los pulmones, o metástasis pulmonares, plantean un desafío formidable en el ámbito del tratamiento del cáncer.
La quimioterapia convencional a menudo resulta insuficiente porque es ineficaz. No se dirige directamente a los pulmones y se acumula en una concentración lo suficientemente alta como para matar tumores.
Por lo anterior, un grupo de científicos del laboratorio Wang y del Grupo de Investigación Zhang de la Universidad de California en San Diego vienen desarrollando desde hace cinco años microrobots biohíbridos.
Estos objetos diminutos hechos de materiales tanto naturales como sintéticos pueden usarse en medicina.
En la investigación recientemente publicada, explican cómo se crearon microrobot biohíbrido basado en microalgas verdes que puede administrar quimioterapia directamente al pulmón y tratar metástasis pulmonares.
Cómo los crearon
Los microrobots sintéticos suelen estar hechos de estructuras metálicas o poliméricas rígidas que son difíciles de fabricar. No pueden acceder a ciertos órganos y tejidos y pueden ser tóxicos para los humanos.
Las microalgas superan estas preocupaciones. Por un lado, las microalgas pueden moverse de forma autónoma utilizando un apéndice parecido a un pelo llamado flagelos para impulsarse a través de órganos como los pulmones.
Son menos tóxicos en comparación con otros microorganismos. También son más baratos y más fáciles de producir.
Nuestro microrobot biohíbrido, llamado robot de algas NP(DOX), combina microalgas verdes vivas microscópicas comúnmente utilizadas en productos farmacéuticos, Chlamydomonas reinhardtii, con nanopartículas recubiertas con membranas de glóbulos rojos.
Para entender a fondo
Según los científicos en conversación con la opinión pública las membranas celulares actúan como un “camuflaje” natural para mejorar la biocompatibilidad del microrobot y así evitar que sea atacado por el sistema inmunológico del paciente.
Dentro de las nanopartículas hay un tipo común de fármaco de quimioterapia llamado doxorrubicina de acuerdo con los expertos en mención.
Los especialistas cuentan que probaron microrobots basados en algas en ratones con metástasis pulmonares.
Asimismo, al administrar estos microrobots basados en algas a través de la tráquea, se puede transportar el fármaco directamente a los pulmones y minimizar los efectos secundarios en otros órganos.
“Una vez en los pulmones, nuestro microrobot basado en algas podría nadar y distribuir el fármaco por el tejido pulmonar”, señalan los científicos a cargo del desarrollo del trabajo en cuestión.
Al mismo tiempo, explican que este microrobot podría evadir la destrucción por parte de las células inmunes en los pulmones, permitiendo que el fármaco se libere gradualmente de las nanopartículas.
Cómo lo lograron
En comparación con las nanopartículas cargadas de fármacos libres y estáticas que no pueden moverse por sí solas, los microrobots biohíbridos se acumularon en mayores concentraciones y se retuvieron por más tiempo en los pulmones.
Recalcan los científicos que, “al administrar quimioterapia de manera más efectiva a los tejidos pulmonares enfermos, los microrobots biohíbridos mejoraron significativamente los resultados terapéuticos”.
Lo anterior, debido a que se reducen los tumores de pulmón y extienden la supervivencia de los ratones tratados.
Y es que, según los expertos, los ratones tratados con los microrobots basados en algas experimentaron un aumento del 40 % en el tiempo medio de supervivencia, extendiendo la supervivencia de 27 a 37 días.
Las células inmunes eventualmente descomponen los microrobots en componentes no tóxicos y los eliminan por completo del cuerpo.
Serían una gran ayuda
Este hallazgo muestra que los microrobots biohíbridos presentan un enfoque poderoso para administrar medicamentos a los pulmones para tratar enfermedades pulmonares.
Anteriormente se utilizaba una plataforma de microrobot de microalgas verdes para tratar la neumonía pulmonar aguda.
Pero en cambio, ahora se centran en el tratamiento de otras enfermedades difíciles relacionadas con los pulmones, como la fibrosis quística y la fibrosis pulmonar idiopática.
También informan los encargados del estudio que están trabajando en la construcción de una forma de implementar los microrobots biohíbridos de forma más eficaz y no invasiva.
La integración de estrategias adicionales de control del movimiento, como la guía magnética o el atrapamiento por ultrasonido, podría mejorar la acumulación de fármacos en sitios específicos del cuerpo, dice el estudio.
Pasará algún tiempo antes de que los microrobots biohíbridos aparezcan en la clínica, pero según los expertos van por un “muy buen camino hasta el momento”.
Esto, debido a que en general, combinar microalgas vivas con nanopartículas recubiertas de membranas celulares para administrar medicamentos puede ayudar a sentar las bases para tratamientos contra el cáncer mediante bioingeniería.
