Un ejército de nanorrobots logra reparar aneurismas cerebrales en conejos

Investigadores de la Universidad de Edimburgo (Reino Unido) y cirujanos del Hospital Sixth People’s de Shanghai (China) han creado nanorrobots magnéticos, 20 veces más pequeños que un glóbulo rojo, que podrían utilizarse para tratar las temidas consecuencias de los aneurismas. Estas dilataciones de los vasos sanguíneos en una arteria del cerebro que puede romperse y causar hemorragias graves —mortales, en muchas ocasiones—, además de todo un abanico de daños cerebrales.

Este avance permitiría un tratamiento preciso, y con un riesgo relativamente bajo, de estas afecciones responsables de unas 500.000 muertes al año en todo el mundo, según afirma el equipo internacional que ha realizado el estudio, publicado en la revista de nanotecnología Small.

Los investigadores diseñaron estos diminutos robots de modo que en su interior llevan trombina —una proteína que existe de forma natural en la sangre y participa en su coagulación— y, por fuera, están envueltos en un revestimiento protector orgánico, que está ideado para fundirse. El corazón de la máquina son nanopartículas de óxido de hierro que le confieren su carácter magnético.

En modelos animales de laboratorio, los investigadores inyectaron un ejército compuesto por cientos de miles de millones de estos diminutos robots en una arteria y —usando fuentes magnéticas externas e imágenes médicas— los guiaron a distancia hasta el aneurisma. Una vez allí, los agruparon en el interior del daño, formando una especie de nido, y los calentaron hasta alcanzar su punto de fusión. Al fundirse su revestimiento, los nanorrobots liberaron la trombina que bloqueaba el aneurisma, evitando la hemorragia cerebral o deteniéndola.

El equipo ha probado con éxito estos dispositivos en un pequeño número de conejos. La temperatura de fusión del revestimiento puede ajustarse —variando la proporción de la mezcla de ácido oleico y 1-hexadecano que componen ese protector— para adaptarla a las necesidades prácticas de los experimentos con animales. En el caso de estos ensayos con conejos, fue de 42,5 °C, según explican los investigadores. Desde la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Edimburgo, Qi Zhou, codirector del estudio, considera que se trata de “un paso importante para acercar estas tecnologías al tratamiento de estas afecciones médicas en la práctica clínica”. Este equipo también ha desarrollado nanorrobots para eliminar coágulos sanguíneos que podrían usarse para tratar accidentes cerebrovasculares.

El tratamiento actual de los aneurismas es bastante complejo. Normalmente, los cirujanos enhebran un minúsculo tubo de microcatéter con el que tienen que navegar por la compleja red de pequeños vasos sanguíneos en el cerebro hasta llegar al aneurisma, una tarea minuciosa que puede llevar horas de intervención quirúrgica. En estos catéteres insertan unas espirales metálicas para frenar el flujo sanguíneo del aneurisma, o un tubo con forma de malla llamado estent para desviar el torrente sanguíneo de la arteria.

Los investigadores presentan su nueva técnica como una alternativa frente al riesgo de que el organismo rechace esos materiales implantados y la dependencia de fármacos anticoagulantes —que pueden provocar hemorragias y problemas estomacales—, además de evitar las largas horas de una operación quirúrgica que tiene mucho de artesanal. También, afirman, podrían tratar aneurismas cerebrales de mayor tamaño, difíciles de detener con rapidez y seguridad.

Para Zhou, “los nanorrobots están llamados a abrir nuevas fronteras en medicina: podrían permitirnos realizar reparaciones quirúrgicas con menos riesgos que los tratamientos convencionales y dirigir fármacos con precisión milimétrica a partes del cuerpo de difícil acceso”. La nanotecnología lleva casi treinta años aspirando a este futuro en el que robots diminutos podrían controlarse a distancia para llevar a cabo tareas complejas dentro del cuerpo humano, pero este futuro aún parece distante.

Hacer práctica la nanomedicina

“Uno de los principales obstáculos para lograr aplicaciones prácticas en nanomedicina es que la mayoría de los avances se han llevado a cabo en laboratorios de química o materiales, con diseños destinados a verificar teorías o procesos fundamentales. En cambio, nuestro estudio está impulsado por una necesidad clínica muy concreta, y codiseñado con cirujanos, para que los nanorrobots funcionen en entornos clínicos”, opina Zhou.

Para Samuel Sánchez, subdirector del Instituto de Bioingeniería de Cataluña, “lo bueno de este estudio es que han llegado a una aplicación, han conseguido demostrarlo en conejos”. Sánchez, investigador ajeno a este avance, consiguió curar hace unos meses casos de cáncer de vejiga en ratones mediante nanorrobots, que utilizaban la propia urea de la orina para moverse.

“Lo que he visto desde que monté la spin off [una empresa llamada Nanobots Therapeutics] hace año y medio es que cuando vas a agencias regulatorias lo puedes hacer muy interesante desde el punto de vista académico, pero tiene que ser al revés: lo más simple posible y mejorar lo que ya hay: en este caso, es un núcleo de hierro, un recubrimiento”, dice Sánchez, quien recuerda que hay solo 16 nanopartículas que están aceptadas por las agencias regulatorias, como la europea EMA o la estadounidense FDA.

Los siguientes pasos de los autores del reciente avance en conejos serán probar esta tecnología en animales más grandes —como cerdos u ovejas—, y mejorarla para que los nanorrobots se muevan con solidez y alcancen aneurismas más profundos. “El momento en que nuestra tecnología estará lista para la cirugía en humanos es un poco incierto. Aún queda trabajo por hacer, pero creemos que podrá revolucionar el tratamiento de los aneurismas cerebrales, probablemente en una o dos décadas”, concluye Zhou.