La mocosidad puede que no sea el primer lugar donde se te ocurra que podrían nadar nanobots. Pero esta secreción viscosa existe en más lugares que solo tu nariz y montones de pañuelos sucios: también recubre y ayuda a proteger los pulmones, el estómago, los intestinos y los ojos. Y ahora, investigadores que informan en ACS Nano han demostrado en ratones que sus diminutos “bots de moco” impulsados por enzimas pueden atravesar la capa defensiva y pegajosa y potencialmente administrar medicamentos de manera más eficiente.
La mocosidad, conocida científicamente como moco, protege las células de los patógenos y los irritantes atrapándolos en una barrera pegajosa. Pero esa protección también excluye los tratamientos farmacológicos administrados localmente. Una molécula de fármaco se puede unir a una nanopartícula pequeña que puede ayudarla a deslizarse a través de la barrera más fácilmente o administrarse junto con otros compuestos que ayudan a licuar el moco. Pero Samuel Sánchez y sus colegas querían combinar estas estrategias, y fabricaron un bot de moco de tamaño nanométrico impulsado por peróxido de hidrógeno (H2O2) que rompe el moco.
Para construir los robots de tamaño nanométrico (10 de ellos alineados abarcarían un glóbulo rojo), los investigadores unieron enzimas catalasa a nanopartículas de sílice porosas. Los poros de estas partículas se pueden llenar con moléculas de fármacos, lo que les ayuda a colarse a través de las defensas del moco como un caballo de Troya. Las pruebas iniciales mostraron que, cuando se administran junto con H2O2, las enzimas catalasa impulsan los bots al descomponer el combustible de peróxido en oxígeno y agua.
El equipo luego construyó un modelo de la capa de moco intestinal utilizando células intestinales humanas cultivadas en laboratorio. Los bots atravesaron la capa de moco del modelo en 15 minutos, sin dañar significativamente las células debajo. Teniendo en cuenta que el moco se limpia y regenera típicamente cada 10 minutos a 4.5 horas, este período de tiempo rápido podría evitar que los bots queden atrapados y eliminados por la capa de moco. Pruebas adicionales en los intestinos de ratones reforzaron este resultado, mostrando que los nanobots no dañaron las células o los tejidos mientras atravesaban la capa viscosa. En total, el equipo demostró que alrededor del 28% de los nanobots desplegados cruzaron con éxito la barrera de moco, y ese 28% es un aumento de 60 veces con respecto a la difusión pasiva de partículas. Las pruebas anteriores con diferentes enzimas u otros fármacos que rompen el moco mejoraron la difusión alrededor de 10 veces. Los investigadores creen que sus bots de moco son candidatos prometedores para sistemas de administración de fármacos, especialmente aquellos que se ven obstaculizados por la barrera de moco.
Los autores reconocen la financiación del Consejo Europeo de Investigación, la Agencia Estatal de Investigación, “ERDF A way of making Europe”, la Unión Europea NextGenerationEU/PRTR (proyecto Bots4BB), el programa CERCA del Gobierno de Cataluña, el Ministerio de Investigación y Universidades, el Departamento de Negocios y Conocimiento del Gobierno de Cataluña, y el Centro de Excelencia Severo Ochoa.
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Título del artículo
“Nanobots impulsados por catalasa para superar la barrera del moco”
Fecha de publicación del artículo
17-Jun-2024