NANOMEDICINA (II): RESPIROCITOS, MICROBÍVOROS Y CLOTOCITOS, NANOROBOTS EN NUESTRA SANGRE

NANOMEDICINA (II): RESPIROCITOS, MICROBÍVOROS Y CLOTOCITOS, NANOROBOTS EN NUESTRA SANGRE

Hace unos años, la NASA propuso incluir nanorobots en píldoras, para detectar enfermedades en astronautas. ¿Estamos más cerca de llegar a ese punto de lo que pensamos? Se están diseñando nanorobots que, por ejemplo, podrían hacer que estuviésemos minutos sin respirar o que erradicasen infecciones en cuestión de segundos.

Lorena Tejada García 

María Velasco Estévez

Hace unos años, la NASA propuso incluir nanorobots en píldoras, para detectar enfermedades en astronautas. ¿Estamos más cerca de llegar a ese punto de lo que pensamos? Se están diseñando nanorobots que, por ejemplo, podrían hacer que estuviésemos minutos sin respirar o que erradicasen infecciones en cuestión de segundos.

¿Quién hubiera imaginado hace unos años que esto sería una realidad? Robert Freitas, investigador del Instituto de Fabricación Molecular de California ha sido uno de los audaces científicos que tuvo la convicción de que esta nueva realidad sí es posible. Freitas ha diseñado un glóbulo rojo artificial denominado respirocito, un macrófago artificial o microbívoro e incluso una plaqueta mecánica llamada clotocito [1].

Los respirocitos son unos nanorobots de una micra de diámetro que tienen la capacidad de imitar la acción de la hemoglobina dentro de los hematíes, liberando hasta 236 veces más de oxígeno que un glóbulo rojo normal. El material con el que está hecho es carbono diamantino, que le aporta muchísima resistencia, y en la superficie posee una serie de rotores que le permiten separar los gases del plasma de forma selectiva, almacenándolos de forma prácticamente pura.

Para poder controlar todo este proceso, tiene una gran variedad de sensores químicos, térmicos y de presión, y además posee un nanoprocesador que permite el control externo mediante señales acústicas para controlar el proceso en todo momento. Otro componente importante es un pequeño tanque que almacena glucosa siendo este el combustible para todo el sistema.
Entre las múltiples aplicaciones que tiene este diseño está su uso en casos de isquemia, asfixia, anemia o tumores [2,3].

Figura 1: Simulación de un respirocito en el torrente sanguíneo. Fuente: http://cala.unex.es/cala/epistemowikia/images/1/1b/Respirocito.png

Por su parte, los microbívoros son unos pequeños macrófagos capaces de fagocitar mucho más rápido y bajo el control humano. Son esferas aplanadas de 3 micras de diámetro en el eje mayor y 2 micras en el menor con los extremos cortados, de manera que por un extremo entre la bacteria y gracias a la acción de enzimas dentro del microbívoro salga degradada en azúcares simples, aminoácidos y ácidos grasos (inocuos para el organismo) por el otro extremo. Son capaces de realizar este proceso en medio minuto, mientras que nuestros macrófagos tardan entre 1 minuto y una hora. Este nanorobot podría marcar la diferencia entre vida y muerte en casos de septicemia [4].

Figura 2: Simulación de un microbívoro (fagocito artificial) en torrente sanguíneo. Fuente: http://colinwetherbee.com/images/microbivore-lg.jpg

Figura 3: diseño interior de un microbívoro. Fuente: http://www.foresight.org/Nanomedicine/Gallery/Images/microbivore_lge.jpg

Por último, se han diseñado también plaquetas artificiales denominadas clotocitos, que desempeñan la misma función que las plaquetas biológicas pero requieren una concentración 100 veces menor y son capaces de detener una hemorragia en tiempos de hasta 1 segundo. Estos nanorobots de 2 micras de diámetro contienen una malla de fibra compacta en su interior que liberan cuando detectan un cambio en las presiones parciales de oxígeno y dióxido de carbono gracias a unos sensores en su superficie, lo que le indica que la sangre está en contacto con el exterior, es decir, una ruptura de un vaso sanguíneo [5,6].

Figura 4: Clotocitos deteniendo una hemorragia. Fuente: https://www.foresight.org/Nanomedicine/Gallery/Images/Fibots6B_640.jpg

Si esto parece ciencia-ficción, hablar de fecundación con nanorobots o de neuronas robóticas parece de locos. La realidad es que este tipo de nanorobots se encuentran ahora mismo en desarrollo ayudando a eliminar ciertas barreras en la medicina que parecían imposibles de solventar.

BIBLIOGRAFÍA:

[1] Web del dr. Freitas, http://www.rfreitas.com/ Revisado 12 de Abril 2014

[2] Globomedia, http://es.globedia.com/nanorobots-en-la-medicina. Revisado 12 Abril 2014

[3] Freitas Jr. RA, Exploratory Design in Medical Nanotechnology: A Mechanical Artificial Red Cell. Artificial Cells, Blood Substitutes, and Immobil. Biotech. 26(1998):411-430

[4] Freitas Jr. RA, Microbivores: Artificial Mechanical Phagocytes using Digest and Discharge Protocol.http://www.rfreitas.com/Nano/Microbivores.htm#Sec6 Consultado 12 Abril 2014.

[5] Fahy GM., West MD., Coles LS., Harris SB., The Future of Aging: Pathways to Human Life Extension. Springer (2010): 741-745.

[6] Freitas Jr. RA, Clottocytes: Artificial Mechanical Platelets. IMM Report Number 18 (2001) http://www.imm.org/publications/reports/rep018/ Consultado 12 Abril 2014

https://nanotecnologia.fundaciontelefonica.com/2015/12/11/nanomedicina-ii-respirocitos-microbivoros-y-clotocitos-nanorobots-en-nuestra-sangre/