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Ciencia

Nanorrobots con ADN programados para acabar con el cáncer en 48 horas

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La tecnología desarrollada puede usarse para muchos tipos de cáncer, según los expertos.

En un importante avance en la nanomedicina, un grupo de científicos de la Universidad Estatal de Arizona (ASU), en Estados Unidos, en colaboración con investigadores del Centro Nacional de Nanociencia y Tecnología (NCNST) de la Academia de Ciencias de China, han programado nanorobots que consiguen reducir tumores mediante el corte de suministro de sangre.

Cuarenta y ocho horas, para ser exactos. Eso es lo que necesitaron los nano-robots para encontrar los tumores, anclarse con éxito a las células vasculares relacionadas con ellos y causar coágulos de sangre para cortar el suministro de sangre. Una pequeña inyección es capaz de estrangular, reducir e, incluso, acabar con el cáncer en solo 48 horas.

La demostración del éxito de la tecnología se detalla en un artículo que se publica este lunes en la revista ‘Nature Biotechnology’. Yan es un experto en el campo del origami de ADN, que en las últimas dos décadas ha desarrollado la fabricación a escala atómica para construir estructuras cada vez más complejas. El siguiente paso son los humanos.

ADN programado para acabar con el cáncer

Para llevar a cabo su estudio, los científicos tomaron ventaja de un modelo de tumor de ratón bien conocido, donde las células cancerosas humanas se inyectan en un ratón para inducir un crecimiento tumoral agresivo. Una vez que el tumor estaba creciendo, los nanorobots se desplegaron para ir al rescate. Cada nanorobot está hecho de una hoja de origami de ADN plana y rectangular, de 90 nanómetros por 60 nanómetros de tamaño.

Una enzima clave para la coagulación de la sangre, llamada trombina, está adherida a la superficie. La trombina puede bloquear el flujo sanguíneo del tumor al coagular la sangre dentro de los vasos que alimentan el crecimiento tumoral, lo que causa un tipo de miniinflamación tumoral y conduce a la muerte del tejido tumoral. Primero, se unió un promedio de cuatro moléculas de trombina a un andamio de ADN plano. A continuación, la hoja plana se dobló sobre sí misma como una hoja de papel en un círculo para formar un tubo hueco.

Les inyectaron una vía intravenosa en un ratón, luego viajaron a través del torrente sanguíneo, dirigiéndose a los tumores. La clave para programar un nanorobot que solo ataca una célula cancerosa era incluir una carga especial en su superficie, llamada aptámero de ADN. El aptámero de ADN podría dirigirse específicamente a una proteína, llamada nucleolina, que se produce en grandes cantidades solo en la superficie de las células endoteliales del tumor, y que no se encuentra en la superficie de las células sanas.

Una vez unido a la superficie de los vasos sanguíneos del tumor, el nanorobot fue programado, como el célebre caballo de Troya, para entregar su cargamento farmacológico en el mismo corazón del tumor, exponiendo una enzima llamada trombina que es clave para la coagulación de la sangre. Los nanorobots trabajaron rápido, se juntaron en grandes cantidades para rodear rápidamente el tumor unas horas después de la inyección.

DISEÑO SEGURO

El equipo demostró que los nanorobots eran seguros y efectivos en la reducción de tumores. “Entonces un norobot demostró ser seguro e inmunológicamente inerte para su uso en ratones normales y, también en cerdos miniatura Bama, que no mostraron cambios detectables en la coagulación sanguínea normal o la morfología celular”, dice Yuliang Zhao, también profesor en NCNST y científico principal.

Lo más importante es que no había evidencia de que los nanorobots se diseminaran al cerebro donde podrían causar efectos secundarios no deseados, como un accidente cerebrovascular. “Los nanorobots son decididamente seguros en los tejidos normales de ratones y animales grandes“, apunta Guangjun Nie, otro profesor en NCNST y miembro clave del equipo de colaboración.

El tratamiento bloqueó el suministro de sangre al tumor y generó daños en el tejido tumoral dentro de las 24 horas sin afectar a los tejidos sanos. Después de atacar los tumores, la mayoría de los nanorobots se eliminaron y degradaron del cuerpo después de 24 horas. A los dos días, hubo evidencia de trombosis avanzada, y en tres días, se observaron trombos en todos los vasos del tumor. La clave es desencadenar la trombina solo cuando está dentro de los vasos sanguíneos del tumor.

Además, en el modelo de ratón con melanoma, tres de cada ocho ratones que recibieron la terapia con nanorobot mostraron una regresión completa de los tumores. El tiempo medio de supervivencia se duplicó, extendiéndose de 20,5 a 45 días. Los científicos probaron su sistema en una prueba de un modelo primario de cáncer de pulmón de ratón, que imita el curso clínico humano de pacientes con cáncer de pulmón. Mostraron encogimiento de los tejidos tumorales después de un tratamiento de dos semanas.

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Pues no, no era broma.

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El poder de la Ingeniería genética

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En el futuro cercano, la ingeniería genética tendrá un gran impacto en la especie humana. Y lo sé, es tentador decir, “Oye, eso es genial”. Pero, ¿cómo será el futuro de esta tecnología y las implicaciones que tendría para el mundo?

Esto tiene grandes implicaciones.

En los últimos años y con el rápido avance de la ingeniería genética humana han habido cada vez más temores sobre las posibles aplicaciones de esta tecnología, la amenaza proveniente supera a la de las armas nucleares y de las bombas atómicas debido a los posibles abusos que generaría al usarla.

Súper Bebés

“Es fácil imaginarse que una persona pueda crear a otra persona con unas características concretas.

Esta tecnología permitirá en el futuro que los padres decidan las características físicas de sus bebés y podrán evitar enfermedades y se augura que el primer súper bebé va a costar aproximadamente 100.000 dolares.

Por lo tanto, los países que están desarrollando esta tecnología tienen sobre si una gran responsabilidad.

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