Consiguen detener con nanorobots el cáncer en ratones

Un equipo de científicos de Estados Unidos y China ha desarrollado nanorobots de ADN que pueden localizar y reducir tumores cancerígenos cortando su suministro de sangre. Pruebas en ratones con distintos tipos de cáncer, incluidos de mama, de ovarios y melanomas, mostraron cómo los nanorobots de ADN son capaces de dirigirse a los vasos sanguíneos que alimentan los tumores e inducir la formación de coágulos, lo cual interrumpe el sustento de oxígeno y nutrientes. Los animales tratados usando inyecciones de nanorobots sobrevivieron más tiempo y en algunos casos se observó una completa regresión del tumor. Además, los nanorobots no desencadenaron ninguna respuesta inmunológica cuando fueron probados en ratones y cerdos.

“Hemos desarrollado el primer sistema de robots de ADN autónomos para terapias anticancerígenas”, declara Hao Yan, director del Centro de Diseño Molecular en la Arizona State University. “Y, lo más importante, es que esta tecnología es una estrategia que puede ser usada para muchos tipos de cáncer, pues todos los vasos sanguíneos que alimentan a los tumores sólidos son esecialmente iguales”.

El laboratorio del Dr. Hao Yan, en colaboración con un equipo de investigación liderado por Yuliang Zhao y Baoquan Ding en el Centro Nacional de Nanociencia y Tecnología (NCNST) en Pekín, explica el funcionamiento de los nanorobots y la estrategia de matar de hambre a los tumores cortando su suministro en un artículo publicado por el journal Nature Biotechnology.

Para conseguirlo, el equipo del Dr. Hao Yan se enfocó en la técnica de origami de ADN para desarrollar un sistema de nanorobots de ADN con forma de tubo que distribuyen trombina, el tipo de enzima que consigue básicamente generar trombosis en los vasos sanguíneos que alimentan los tumores, pero sin afectar a la vasculatura de los tejidos sanos. “Estos nanorobots pueden ser programados para transportar cargamentos y producir bloqueos de suministros, lo que lleva a la muerte del tejido y al retroceso del tumor”, explica el catedrático Ding.

Cada nanorobot está creado a partir de una lámina plana y rectangular de ADN de tan solo 90nm por 80nm y 2nm de grosor. Cuatro moléculas de trombina se pegan a la superficie y luego se enrolla la lámina formando un tubo hueco con la trombina protegida en el interior. La estructura del tubo se sujeta con un cierre de hebras que incluye moléculas de aptámeros de ADN diseñadas para localizar la nucleolina, una proteína multifuncinal que está especialmente presente en las células endoteliales de los tumores. Una vez localizada, el cierre se abre y el nanorobot vuelve a su forma original liberando la trombina y causando la trombosis.

El equipo utilizó primero señales fluorescentes para confirmar que los nanorobots se abrían del modo esperado cuando se adherían a la nucleolina y luego llevaron a cabo una serie de experimentos in vitro para mostrar que los nanorobots causaban coagulación. Después evaluaron a los robots en ratones in vivo. Los estudios mediante fluorescencia mostraron que la administración de nanorobots llevaba a la oclusión de los vasos sanguíneos de los tumores en tan solo 24 horas. En 48 la trombosis ya era avanzada y, a las 72 horas, trombos densos estaban presentes en todos los vasos del tumor. De modo alentador, no se detectó la evidencia de ningún trombo ni de ninguna otra anormalidad en los tejidos sanos de ninguno de los animales.

Los nanorobots programados para cargar y distribuir sustancias representan un avance importante en la aplicación de la nanotecnología de ADN para terapias contra el cáncer, pudiendo además servir de inspiración para otros investigadores que experimenten con estrategias diferentes a la utilización de trombina, como asegura el Dr. Hao Yan:

Creo que estamos mucho más cerca de llegar a una aplicación práctica y real de la tecnología. Las combinaciones de diferentes nanorobots diseñados para transportar varios agentes podría ayudar a alcanzar el logro final para la investigación del cáncer: la erradicación de tumores sólidos y de metástasis vascularizadas. Además, esta estrategia podría ser desarrollada como plataforma para la distribución de fármacos para el tratamiento de otras enfermedades mediante la modificación de la geometría de las nanoestructuras y del contenido de su cargamento.

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