El “Viaje alucinante” del Proteus, el mini submarino que la ciencia ficción llevó en 1966 a navegar por el interior del cuerpo humano para curar enfermedades “desde dentro”, podría estar mucho más cerca de lo que muchos imaginan. O por lo menos eso es lo que asegura un equipo de científicos de la Escuela Politécnica de Montreal,
capitaneado por el ingeniero informático Sylvain Martel. Su investigación, publicada en la revista Applied Physics Letters, fue presentada hace algunas semanas durante la edición de 2008 de la Conferencia IEEE de Biorobótica celebrada en Scottsdale, Arizona.
Mezclando biología y nanotecnología, estos investigadores han conseguido lo que para muchos no era más que un sueño: acoplar bacterias vivas a una cápsula artificial casi microscópica, obteniendo así un dispositivo, que han bautizado como “nanobot”, capaz de desplazarse en cualquier dirección… en el interior de los vasos sanguíneos del cuerpo humano.
El ingenio puede “navegar” libremente por el torrente sanguíneo y desplazarse directa y rápidamente a la zona del cuerpo que se prefiera, por ejemplo un tumor. Para conseguir que su creación llegue a su destino, los científicos han tenido que desarrollar un dispositivo lo suficientemente ágil y pequeño como para que pueda desplazarse sin problemas a través del intricado laberinto de los vasos sanguíneos, algunos de ellos más delgados que un cabello.
Por los vasos sanguíneos
En una demostración realizada durante la citada Conferencia de Biorobótica, Martel dirigió su dispositivo a través de una réplica artificial de vasos sanguíneos humanos. El equipo, aseguró el científico, ya ha realizado pruebas en organismos vivos, entre ellos ratones y conejos.
Mientras que otros experimentos se habían limitado hasta ahora a “pegar” bacterias a otras partículas microscópicas para aprovechar su capacidad natural de movimiento, el equipo de Martel ha ido mucho más lejos. De hecho, su nanobot puede ser dirigido a voluntad a cualquier parte del cuerpo gracias al uso un equipo de imagen por resonancia magnética (MRI) como el que existe en numerosos hospitales.
Para lograr su objetivo, Martel ha utilizado bacterias que contienen, de forma natural, partículas magnéticas. Cuando están en su hábitat, estas partículas ayudan a las bacterias a desplazarse y navegar en aguas profundas. “Estas nanopartículas forman una cadena que funciona como la aguja magnética de una pequeña brújula”, asegura Martel. Es decir, una especie de instrumento de navegación en miniatura que responde al magnetismo terrestre.
Campos magnéticos
Sin embargo, por medio de la máquina MRI, los investigadores pueden cambiar a voluntad los campos magnéticos que rodean a su pequeño dispositivo, regulándolos de forma que el nanobot se dirija hacia la dirección que prefiera quien esté sentado a los mandos. Es como un sofisticado y delicado mecanismo de radio control.
Al igual que muchas otras bacterias, las elegidas por Martel se desplazan por medio de flagelos, aunque el científico se ha molestado en seleccionar una clase que es especialmente rápida y resistente. Y que tiene un diámetro de apenas dos micras, lo suficientemente pequeño como para desplazarse por el interior de los vasos sanguíneos del cuerpo humano.
Para asegurarse de que este “motor de bacterias” se acopla debidamente a la parte artificial del nanobot, un pequeño tubo de unos 150 nanómetros de longitud que puede contener medicamentos, los investigadores lo impregnaron de anticuerpos específicos. El resultado fue un pequeño “dispositivo nadador” que puede ser manejado y dirigido por operadores externos.
Limitaciones
Sin embargo, en su actual fase de desarrollo, los nanobots de Martel tienen una limitación: sólo son capaces de desplazarse a través de los vasos sanguíneos más pequeños. En los más grandes, la corriente es demasiado fuerte como para que las bacterias sean capaces de nadar en su contra. Por eso, los investigadores también han desarrollado un micro vehículo algo mayor y más potente, que se conduce de la misma forma que el nanobot. Su misión es llevar al nanobot cerca del tumor y liberarlo en la red de vasos sanguíneos menores, donde las corrientes son menos fuertes y el nanobot puede navegar por sus propios medios. “Una vez hecho esto –explica Martel- el vehículo, hecho de polímero, simplemente se disuelve”.
El “transportador” desarrollado por Martel también contiene nanopartículas magnéticas que permiten dirigirlo. Y puede navegar a una velocidad de hasta 200 micras por segundo. Utilizando el MRI, los investigadores corrigen su rumbo aproximadamente unas treinta veces por segundo. Ambos dispositivos, el nanobot y el micro vehículo auxiliar, han sido desarrollados de forma independiente. Por eso, el trabajo actual del equipo canadiense consiste en “ponerlos a trabajar juntos”. Algo que, según Martel, “conseguiremos en los próximos dos años”.
En su estudio, los científicos aseguran que su dispositivo impulsado por bacterias no sufrirá el ataque del sistema inmune de los pacientes. La razón es que las bacterias utilizadas son de un tipo que nunca ha entrado en contacto con el organismo humano, por lo que, sencillamente, éste no tendrá tiempo de reaccionar antes de que los nanobots hayan alcanzado su objetivo.
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