Un ejército de microrobots para llevar los fármacos al sitio que toca

"Yo temería infinito que perdieran o canjearan sus etiquetas invirtiendo sus regiones", afirmaba en el siglo XVI, en relación con las distintas medicinas que tomaba un enfermo, el pensador francés Michel de Montaigne. Era una interesante preocupación de un visionario, porque siglos después todavía generan problemas los fármacos que no acuden al sitio adecuado del cuerpo o que interactúan también en otros puntos. Ésta es una de las causas de los efectos secundarios de los fármacos o de su falta de eficacia.

Para evitarlo, desde hace unos años se han diseñado microrobots que puedan ser capaces de depositar la medicina en el lugar exacto que toca. De forma mucho menos fantasiosa y más rigurosa que en el alucinante viaje que noveló Isaac Asimov en 1966, a partir del guión de la película del mismo nombre. Un equipo internacional encabezado por Salvador Pané y Bradley J. Nelson, de la Escuela Federal Politécnica de Zúrich (ETH), en Suiza, ha creado una nueva plataforma de microrobots que ya ha demostrado su eficacia en las primeras pruebas in vitro y in vivo. Su estudio acaba de publicarse en la revista Science.

Un sistema de navegación magnético

La investigación sobre estos robots diminutos ha sido muy intensiva en las dos últimas décadas, pero los aspectos a estudiar son diversos: el movimiento y la forma de dirigirlos dentro del organismo y los sistemas para liberar el fármaco. Para resolver el primer punto, el equipo de Pané y Nelson ha utilizado un sistema de navegación electromagnética llamado Navion. Puede generar campos magnéticos controlables para conducir la cápsula por el sistema neurovascular, "un hito hasta ahora nunca alcanzado en el campo de la microrobótica", explica Pané al ARA. Y añade que así se le puede hacer "rodolar por las paredes vasculares, moverla por tracción con un gradiente o guiarla magnéticamente –como si el campo magnético fuera el timón de un barco– aprovechando la corriente de la sangre".

Otra exigencia se refiere a los materiales que se van a introducir en el organismo. El sistema también incorpora un catéter y la cápsula microrrobótica. Las cápsulas que se utilizaron consisten en una matriz de gelatina, que es biodegradable y biocompatible, nanopartículas magnéticas para el movimiento y control y nanopartículas de tántalo como contraste de rayos X para observar su trayectoria. Otro de los autores del artículo, Josep Puigmartí, investigador ICREA y profesor de química en la Universidad de Barcelona, ​​explica al ARA que "son componentes ya aprobados por la FDA (la agencia estadounidense de alimentos y fármacos) en otros usos y eso facilita su traslación clínica".

Las primeras pruebas se realizaron con un modelo de silicona que reproducía en tres dimensiones el sistema vascular de un paciente. El modelo se elaboró ​​con datos obtenidos a partir de resonancia magnética o rayos X. El microrobot, con unas dimensiones de 1,6 milímetros, se introdujo en la arteria carótida. En el flujo sanguíneo se movió a una velocidad de 37 cm/s –aproximadamente 1,3 km/h–, un valor normal para la sangre en un adulto. La prueba mostró que un campo magnético permitía dirigir la pequeña máquina por varios vasos sanguíneos.

La segunda prueba se realizó con el sistema vascular de una placenta humana. Ya in vivo se experimentó con una oveja y, por último, con un cerdo. Nuevamente, se demostró que el microrobot podía dirigirse por dentro de los vasos sanguíneos y que era capaz de liberar el fármaco.

Desde disolver un coágulo a tratar un tumor

Los investigadores han comprobado que la plataforma puede llevar a diferentes agentes, incluso, a un agente trombolítico capaz de disolver un coágulo. Pané, codirector del laboratorio de robótica multiescala de la ETH, explica que "los microrobots son útiles en los tejidos donde el acceso quirúrgico es complejo o bien conviene concentrar el fármaco para evitar efectos sistémicos: tumores, lesiones del sistema nervioso o vascular, aneurismos…" a enjambres para realizar quimioembolizaciones, es decir, para privar de irrigación a un tumor a la vez que liberan a un agente antitumoral". La prioridad de las colaboraciones con investigadores clínicos y médicos serán las indicaciones de alta prevalencia y mal pronóstico.

En cada caso el número de actuaciones puede variar: un ictus puede requerir una sola cápsula microrobótica y un tumor puede necesitar más. Pero también cabe pensar que concentrar el fármaco en el tejido concreto reduce significativamente la dosis. "Si el progreso en animales mayores sigue siendo positivo y el camino regulatorio es fluido –explica Pané–, los primeros ensayos en humanos podrían ser factibles en 5 o 10 años. En casos de necesidad médica alta, un horizonte de unos 4 o 5 años es plausible".

Si lo pudiera ver, Montaigne estaría más tranquilo: cada fármaco iría su sitio, sin perder ni cambiar etiquetas y sin actuar en el lugar inadecuado.