Puede que Snot no sea el primer lugar donde uno esperaría ver nanobots nadando. Pero este líquido fino se encuentra en más lugares además de la nariz y los montones de tejidos sucios: también recubre y ayuda a proteger los pulmones, el estómago, los intestinos y los ojos. Y ahora, los investigadores están informando. ACS Nano han demostrado en ratones que sus diminutos “mocosos” impulsados por enzimas pueden superar la capa mucosa defensiva y potencialmente administrar medicamentos de manera más efectiva.
Los mocos, más conocidos científicamente como mocos, protegen las células de patógenos e irritantes atrapándolas en una barrera pegajosa. Pero esta protección también se aplica a los tratamientos farmacológicos administrados localmente. La molécula del fármaco puede unirse a una pequeña nanopartícula que puede ayudarla a atravesar la barrera más fácilmente o usarse en combinación con otros compuestos que ayudan a licuar la mucosidad. Pero Samuel Sánchez y sus colegas quisieron combinar estas estrategias y crearon un robot mocoso de tamaño nanométrico que utiliza peróxido de hidrógeno (H) que disuelve la mucosidad.2Oh2).
Para crear robots de tamaño nanométrico (diez de ellos cubrirían un glóbulo rojo), los investigadores unieron enzimas catalasas a nanopartículas porosas de sílice. Los poros de estas partículas pueden llenarse con moléculas de fármacos, ayudándolas a atravesar las defensas mucosas como un caballo de Troya. Las pruebas preliminares muestran que, cuando se administra con H2Oh2Las enzimas catalasa descomponen el combustible de peróxido en oxígeno y agua para impulsar a los robots.
Luego, el equipo creó un modelo de la capa mucosa intestinal utilizando células intestinales humanas cultivadas en el laboratorio. Los robots atravesaron la capa mucosa del modelo en 15 minutos, sin dañar significativamente las células subyacentes. Teniendo en cuenta que la mucosidad normalmente se elimina y regenera cada 10 minutos a 4,5 horas, este breve período de tiempo puede evitar que los robots queden atrapados y eliminados por la capa de mucosidad. Otras pruebas en colon de ratón reforzaron este resultado, mostrando que los nanobots no dañaron las células ni los tejidos al atravesar la capa mucosa. En general, el equipo demostró que alrededor del 28 por ciento de las nanopartículas cruzaron con éxito la barrera mucosa, un aumento de 60 veces en comparación con la difusión pasiva del 28 por ciento de las partículas. Pruebas anteriores que utilizaban diferentes enzimas u otros fármacos que alteran la mucosidad mejoraron la proliferación unas 10 veces. Los investigadores creen que sus mocosos son candidatos prometedores para los sistemas de administración de fármacos, especialmente aquellos que se ven obstaculizados por la barrera mucosa.
Los autores agradecen la financiación del Consejo Europeo de Investigación, la Agencia Estatal de Investigación, el “European way of make FEDER”, la Unión Europea NextGenerationEU/PRTR (proyecto Bots4BB), el programa CERCA de la Generalitat de Cataluña, el Ministerio de Investigación y Universidades . Departamento de Empresa y Conocimiento de la Generalitat de Cataluña, y Centro de Excelencia Severo Ochoa.
