Un equipo de investigadores de la Universidad de Edimburgo ha desarrollado un sistema de microrrobots biohíbridos, fabricados a partir de microalgas naturales, diseñado para optimizar la administración de quimioterapia en el tratamiento del cáncer de vejiga. El estudio, publicado en la revista científica Nature Nanotechnology, describe un dispositivo nanométrico que combina ultrasonido en tiempo real, control magnético externo e inteligencia artificial para dirigir con precisión un enjambre de robots transportadores de fármacos directamente hacia las lesiones tumorales.
El cáncer de vejiga se posiciona como el noveno tipo de cáncer más común a nivel global, registrando más de 600.000 diagnósticos anuales y un alto índice de mortalidad debido a que el 25% de los casos se detectan en etapas avanzadas. El tratamiento estándar actual, que consiste en la instilación intravesical de agentes terapéuticos a través de un catéter, enfrenta severas limitaciones biológicas: el medicamento no logra apuntar con exactitud al tumor, carece de la fuerza para atravesar las capas protectoras del tejido profundo y es expulsado de manera constante cada vez que el paciente vacía la vejiga.
Para superar estas barreras tisulares, los científicos escoceses utilizaron la microalga natural Coscinodiscus granii, una estructura nanoporosa biocompatible y biodegradable de bajo costo que mide unos 80 micrómetros de diámetro, un tamaño equivalente al grosor de un cabello humano. Los investigadores lograron impregnar de forma exitosa estas microalgas con doxorrubicina, un potente fármaco quimioterapéutico, alcanzando una eficiencia máxima de carga del 27.95%. Adicionalmente, incorporaron nanopartículas de magnetita en la superficie de las algas para dotarlas de propiedades magnéticas.
El mecanismo de propulsión y navegación funciona de manera coordinada gracias a una retroalimentación de imágenes por ultrasonido gestionada por un algoritmo de inteligencia artificial, lo que permite al enjambre de microrrobots desplazarse de forma autónoma simulando el vuelo de una bandada de aves. Mediante la aplicación de campos magnéticos externos, los médicos pueden ordenar de forma remota que el grupo de robots ruede o gire dentro de la vejiga. Esta rotación controlada genera corrientes microscópicas que aceleran significativamente la difusión convectiva y la liberación del fármaco en el sitio exacto de la neoplasia.
Los resultados de las pruebas preclínicas realizadas en modelos animales arrojaron datos sumamente prometedores para la oncología moderna. En ensayos con ratones, la rotación de los dispositivos incrementó la liberación del medicamento hasta en un 143.1% y logró una penetración celular unas diez veces mayor que la obtenida mediante los métodos de instilación convencionales. Tras una semana de protocolo terapéutico basado en cuatro sesiones de 30 minutos aplicadas en días alternos, el sistema redujo la carga tumoral biológica a menos del 3% de la observada con el tratamiento estándar.
A pesar del éxito rotundo en el laboratorio, donde las evaluaciones histológicas y la bioquímica sérica de los órganos principales de los roedores no evidenciaron ningún tipo de toxicidad sistémica ni daño en los tejidos sanos circumdantes, el proyecto se mantiene en fase preclínica. Qi Zhou, docente de informática biomédica en el Institute for Neuroscience and Cardiovascular Research de la Universidad de Edimburgo, informó que ya se han iniciado las primeras conversaciones de coordinación con centros hospitalarios con el objetivo de planificar los estudios de seguimiento necesarios y cumplir con las revisiones regulatorias correspondientes antes de iniciar los primeros ensayos clínicos en seres humanos.
