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Nanorobots que eliminan bacterias y toxinas de la sangre

Universidad de California San Diego

Ingenieros de la Universidad de California San Diego (UC San Diego, desarrollaron pequeños robots impulsados por ultrasonidos que pueden atravesar la sangre y eliminar las bacterias dañinas junto con las toxinas que producen. Estos nanorobots de prueba, algún día, podrían ofrecer una forma segura y eficiente para desintoxicar y descontaminar fluidos biológicos.

Los investigadores construyeron los nanorobots mediante el recubrimiento de nanocables de oro con una membrana híbrida, de plaquetas y membranas de glóbulos rojos. Este revestimiento de membrana celular híbrida permite a los nanorobots realizar las tareas de dos células diferentes a la vez: de plaquetas, que unen patógenos como la bacteria MRSA (una cepa de Staphylococcus aureus resistente a los antibióticos) y los glóbulos rojos, que absorben y neutralizan las toxinas producidas por estas bacterias. El cuerpo dorado de los nanorobots responde al ultrasonido, lo que les da la capacidad de nadar rápidamente sin combustible químico. Esta movilidad ayuda a los nanorobots a mezclarse eficientemente con sus objetivos (bacterias y toxinas) en la sangre y acelerar la desintoxicación.

Imagen de Microscópico Electrónico de Barrido (SEM) de una bacteria MRSA unida a un nanorobot revestido con una membrana celular híbrida.
Imagen: Science Robotics

El trabajo, publicado en Science Robotics, combina tecnologías iniciadas por Joseph Wang y Liangfang Zhang, profesores en el Departamento de Nano-Ingeniería en la Facultad Jacobs de Ingeniería de la UC San Diego.

El equipo de Wang desarrolló los nanorobots accionados por ultrasonido, y el equipo de Zhang inventó la tecnología para recubrir las nanopartículas en las membranas celulares naturales.

Los nanorobots son aproximadamente 25 veces más pequeños que el ancho de un cabello humano. Pueden viajar hasta 35 micrómetros por segundo en sangre cuando funcionan con ultrasonido. En las pruebas, los investigadores utilizaron los nanorobots para tratar muestras de sangre contaminadas con MRSA y sus toxinas. Después de cinco minutos, estas muestras de sangre tenían tres veces menos bacterias y toxinas que las muestras no tratadas.

El trabajo todavía está en una etapa temprana. Los investigadores señalan que el objetivo final no es utilizar los nanorobots específicamente para tratar las infecciones por MRSA, sino más generalmente para desintoxicar los fluidos biológicos. El trabajo futuro incluye pruebas en animales vivos. El equipo también está trabajando en la fabricación de nanorobots con materiales biodegradables en lugar de oro.

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