Observat in vivo el moviment col·lectiu dels nanorobots

Un equip d’investigadors dirigit per Samuel Sánchez de l’IBEC ha observat, per primera vegada, el comportament d’un eixam de nanorobots dins de ratolins vius. L’estudi, publicat en la revista Science Robotics, revela un moviment coordinat, similar al dels banc de peixos, que podria donar lloc a un futur molt prometedor en el camp de la medicina de precisió.

Read more…

El desenvolupament dels nanorobots avança cada dia per intentar fer-se realitat en les practiques mediques. Les seves aplicacions són molt variades: des de la identificació i localització de les cèl·lules tumorals, fins a l’alliberament de medicaments en racons específics del cos. Els nanobots moguts per enzims catalítics es troben entre els sistemes més prometedors. Tanmateix, entendre el comportament col·lectiu d’aquests nanorobots és essencial per avançar cap a la pràctica clínica. 

Ara, en un nou estudi publicat a la revista Science Robotics, investigadors liderats pel professor d’investigació ICREA Samuel Sánchez i el seu equip “Dispositius biològics intel·ligents” a l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC), juntament amb el CIC biomagUME de Sant Sebastià, la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), han aconseguit observar in vivo el comportament col·lectiu d’un gran nombre de nanorobots marcats amb isòtops radioactius. 

 

 

 

El fet d’haver estat capaç de veure com els nanorobots es mouen junts, com un eixam, i de seguir-los dins d’un organisme viu, és molt important, ja que milions d’ells són necessaris per tractar patologies específiques com, per exemple, alteracions de tumor

 

declara Sánchez, principal investigator at IBEC.

 Per fer-ho, els investigadors van realitzar primer experiments in vitro, controlant els nanorobots a través de microscòpia òptica i Tomografia d’Emissió de Positrons (PET). Ambdues tècniques els van permetre observar com les nanopartícules es barrejaven amb els fluids i eren capaces de migrar, col·lectivament, seguint camins complexos. Els nanorobots es van administrar intravenosament a ratolins i, finalment, es van introduir en les bufetes d’aquests animals. Els Nanobots tenien un enzim incorporat, l’ureasa, capaç d’utilitzar la urea de l’orina com a combustible, raó per la qual es podien moure fàcilment en aquest entorn. L’equip de científics va trobar que la distribució dels nanodispositius en la bufeta dels ratolins era homogènia, el que indica que el moviment col·lectiu era coordinat i eficient. 

Els nanorrobots realitzen moviments col·lectius similars als que es troben a la natura, com els ocells que volen en bandada, o els patrons ordenats que segueixen els bancs de peixos

Samuel Sánchez, professor ICREA a l’IBEC i líder de l’estudi

 Aquest estudi demostra l’alta eficiència de milions de dispositius nanoscòpics per moure’s de manera coordinada tant en ambients in vitro com in vivo, un fet que constitueix un avanç fonamental en la carrera dels nanorobots per convertir-se en els protagonistes de teràpies i tractaments altament precisos. Les futures aplicacions en medicina d’aquests dispositius nanoescala són prometedores. Els “eixams de nanobots” podrien ser especialment útils en els mitjans viscosos, on la difusió de les drogues sovint està limitada per una vascularització pobra, com en el tracte gastrointestinal, l’ull o les articulacions. “De fet, com es poden incorporar diferents enzims als motors, es poden fer nanorobots a mida segons l’objectiu dins de l’organisme, adaptant el dispositiu al combustible accessible en l’entorn on s’han de moure”, conclou el professor Sánchez.  



Article de referència: Ana C. Hortelao, Cristina Simó, Maria Guix, Sandra Guallar-Garrido, Esther Julián, diana Vilela, Luka Rejc, Pedro Ramos-Cabrer, Unai Cossío, Vanessa Gómez-Vallejo, Tania Patiño, Jordi LLop, Samuel Sánchez. Monitoring the collective behavior of enzimatic nanomotors in vitro and in vivo by PET-CT. Science Robotics, 2021. 

 



Podeu veure tots els impactes als mitjans aquí: