Un nanorrobot con un arma oculta mata células cancerosas
Investigadores de Suecia han desarrollado nanorrobots que matan células cancerosas en ratones. El arma del robot está oculta en una nanoestructura de ADN que se activa en el microambiente tumoral, sin afectar a las células sanas.
Por el Instituto Karolinska
Imagen conceptual de nanorrobots atacando a una célula tumoral, generada con Copilot.
Investigadores del Instituto Karolinska, en Suecia, han desarrollado unos nanorrobots que matan células cancerosas en ratones. El arma del robot está oculta en una nanoestructura y solo se expone en el microentorno tumoral, con lo que se preservan las células sanas. El estudio ha sido publicado en la revista Nature Nanotechnology.
El grupo de investigación del Instituto Karolinska ya había desarrollado estructuras capaces de organizar los llamados receptores de la muerte en la superficie de las células, lo que desata su muerte. Las estructuras presentan seis péptidos —cadenas de aminoácidos— ensamblados en un patrón hexagonal.
"Este nanopatrón hexagonal de péptidos se convierte en un arma letal —explica el profesor Björn Högberg, del Departamento de Bioquímica Médica y Biofísica del Instituto Karolinska, que dirigió el estudio. Y añade—: Si se administrara como un fármaco, empezaría a matar indiscriminadamente células del organismo, lo que no sería bueno. Para sortear este problema, hemos escondido el arma dentro de una nanoestructura construida a partir de ADN".
Crean un interruptor asesino
El arte de construir estructuras a nanoescala utilizando ADN como material de construcción se denomina origami de ADN, y es algo en lo que el equipo de investigación de Högberg lleva trabajando muchos años. Ahora han utilizado la técnica para crear un interruptor asesino que se activa en las condiciones adecuadas.
"Hemos conseguido ocultar el arma de tal forma que solo se pueda exponer en el entorno de un tumor sólido —explica Högberg. Y añade—: Esto significa que hemos creado un tipo de nanorrobot que puede dirigirse específicamente a las células cancerosas y matarlas".
La clave está en el pH bajo, el microentorno ácido que suele rodear a las células cancerosas, que activa el arma del nanorrobot. Mediante análisis celulares en tubos de ensayo, los investigadores pudieron demostrar que el arma peptídica se oculta en el interior de la nanoestructura a un pH normal de 7,4, pero que tiene un efecto drástico de destrucción celular cuando el pH desciende a 6,5.
Reducción del crecimiento tumoral
A continuación, probaron la inyección del nanorrobot en ratones con tumores de cáncer de mama. Esto dio como resultado una reducción del 70% en el crecimiento tumoral en comparación con los ratones a los que se les administró una versión inactiva del nanorrobot.
"Ahora tenemos que investigar si esto funciona en modelos de cáncer más avanzados que se asemejan más a la enfermedad humana real —dice el primer autor del estudio, Yang Wang, investigador del Departamento de Bioquímica Médica y Biofísica del Instituto Karolinska. Y añade—: También necesitamos averiguar qué efectos secundarios tiene el método antes de que pueda probarse en humanos".
Los investigadores también planean investigar si es posible hacer que el nanorrobot sea más específico colocando proteínas o péptidos en su superficie que se unan específicamente a ciertos tipos de cáncer.
Información facilitada por el Instituto Karolinska -Adaptación: Enrique Coperías / RexMolón Producciones
Fuente: Wang, Y., Baars, I., Berzina, I. et al. A DNA robotic switch with regulated autonomous display of cytotoxic ligand nanopatterns. Nature Nanotechnology (2024). DOI: https://doi.org/10.1038/s41565-024-01676-4
