Unos robots diminutos logran eliminar la neumonía de los pulmones de unos ratones

Los científicos han eliminado los microbios de la neumonía presente en los pulmones de los ratones usando un enjambre de microrobots. Esperan que en el futuro la técnica se pueda llevar a cabo en humanos para tratar una enfermedad que en algunos casos es mortal.

Un equipo de científicos ha logrado eliminar los microbios de la neumonía en ratones. Para ello, ha dirigido un enjambre de microrobots hechos de células de algas y recubiertos con una capa de nanopartículas antibióticas directamente a los pulmones de los animales. Esperan que en el futuro el procedimiento se pueda replicar en humanos.

Los diminutos robots están hechos con algas porque estas facilitan el movimiento dentro de los pulmones, algo que es básico para que el tratamiento sea eficaz. También están recubiertos de nanopartículas antibióticas.

Microrobot
Fangyu Zhang y Zhengxing Li

Aunque la tecnología está aún en fase de prueba, los primeros indicios están siendo muy prometedores y es que los ratones que fueron tratados con los robots se curaron de la infección y los que no fueron tratados murieron en tres días.

"Basándonos en los datos de este ratón, vemos que los microrobots podrían mejorar la penetración de los antibióticos para eliminar los patógenos bacterianos y salvar la vida de más pacientes", afirma Victor Nizet, médico y profesor de pediatría de la Universidad de California en San Diego, que ha participado en el estudio.

Las nanopartículas de las células de las algas están formadas por diminutas esferas de polímero recubiertas por las membranas de los neutrófilos, que son un tipo de glóbulos blancos. Estas membranas neutralizan las moléculas inflamatorias producidas por las bacterias y el propio sistema inmunitario del organismo. Tanto las nanopartículas como las algas se degradan de forma natural.

La inflamación perjudicial se reduce, lo que mejora la lucha contra la infección, y los microbots pueden administrar el tratamiento justo donde se necesita. Es la precisión que se logra lo que hace que la técnica funcione tan bien.

En los experimentos también se vio que el tratamiento con microrobots era más eficaz que una inyección de antibióticos. Es más, la dosis de la inyección tenía que ser 3.000 veces mayor que la que llevaban las células de las algas para conseguir el mismo efecto en los animales.

"Estos resultados muestran cómo la administración selectiva de fármacos combinada con el movimiento activo de las microalgas mejora la eficacia terapéutica", afirma Joseph Wang, nanoingeniero de la UC San Diego.

En el estudio se ha usado la bacteria Pseudomonas aeruginosa. Esta bacteria es la que suele provocar neumonía en personas a las que se les ha tenido que conectar a un ventilador mecánico en cuidados intensivos. La infección suele alargar la estancia en el hospital y aumenta gravemente el riesgo de muerte.

Los investigadores esperan que en el futuro su método con microrobots pueda aplicarse fácilmente a los pacientes que estén conectados a ventiladores mecánicos y lo necesiten. A los ratones se les han introducido los robots a través de tubo en la tráquea.

El siguiente paso es seguir investigando cómo interactúan los microrobots con el sistema inmunitario, para luego ampliar el trabajo y probarlo en animales más grandes para, finalmente, hacerlo en humanos.

"Nuestro objetivo es administrar fármacos de forma selectiva en partes del cuerpo más difíciles, como los pulmones", afirma el ingeniero químico Liangfang Zhang, de la Universidad de California en San Diego. "Y queremos hacerlo de forma segura, fácil, biocompatible y duradera”. “Eso es lo que hemos demostrado en este trabajo", dice.

 

Referencia: Zhang, F., Zhuang, J., Li, Z. et al. Nanoparticle-modified microrobots for in vivo antibiotic delivery to treat acute bacterial pneumonia. Nature Materials. 2022. DOI: https://doi.org/10.1038/s41563-022-01360-9

Mar Aguilar

Mar Aguilar

Me hubiera gustado ser médica pero le tengo terror a la sangre. Con más de 11 años de experiencia en el ámbito periodístico, aprendo cada día un poco más acerca del apasionante mundo que es la ciencia. Puedes escribirme a maguilar@zinetmedia.es

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