Las bacterias magnéticas como microbombas
Transportar con precisión los medicamentos contra el cáncer a un tumor
Los científicos del ETH utilizan bacterias magnéticas para controlar los líquidos a nivel micro. Ya están pensando en usarlas en el torrente sanguíneo humano para el suministro preciso de medicamentos contra el cáncer a un tumor.
Una bacteria del género Magnetospirillum. Gracias a una hilera de cristales de óxido de hierro (verde claro), estas bacterias se orientan como la aguja de una brújula. Las bacterias de este género han sido utilizadas en este estudio.
Science Photo Library
Los medicamentos contra el cáncer tienen efectos secundarios, por lo que durante muchos años, los científicos han estado explorando formas de transportar las sustancias activas a un tumor en el cuerpo con la mayor precisión posible. Ese es el único lugar en el que los medicamentos deberían surtir efecto. Un enfoque consiste en inyectarlos en el torrente sanguíneo y controlar su transporte en pequeños vasos en los lugares del tumor alterando localmente el flujo sanguíneo con pequeños vehículos. Los laboratorios de investigación han creado microrobots cuya forma y propulsión se inspiran en las bacterias y que son lo suficientemente pequeños como para ser insertados en los vasos sanguíneos. Estos microvehículos pueden ser impulsados desde fuera del cuerpo por un campo magnético en movimiento.
Simone Schürle, profesora del Departamento de Ciencias de la Salud y Tecnología, va ahora un paso más allá: en lugar de microrobots inspirados en bacterias, quiere utilizar bacterias reales que sean magnéticas. Los investigadores descubrieron tales bacterias magnetotácticas en el mar hace 45 años. Estos microorganismos absorben el hierro disuelto en el agua; se forman cristales de óxido de hierro en su interior y se alinean en una fila. Como la aguja de una brújula, estas bacterias se alinean con el campo magnético de la Tierra para poder navegar en el agua de manera dirigida.
El control preciso con los campos magnéticos
La profesora Schürle y su equipo investigaron cómo utilizar un campo magnético para controlar estas bacterias en el laboratorio como una forma de dirigir el flujo de líquidos de manera controlada. En sus experimentos, aplicaron sólo campos magnéticos rotativos relativamente débiles para hacer girar a las bacterias en las direcciones deseadas. Y con muchas bacterias en un enjambre, se demostró que era posible mover el fluido que las rodeaba. Las bacterias producen un efecto similar al de una microbomba, lo que significa que son capaces de mover las sustancias activas presentes en el líquido en diferentes direcciones, por ejemplo, desde la corriente sanguínea hasta el tejido tumoral. Utilizando campos magnéticos superpuestos que se refuerzan o anulan localmente, esta actividad de bombeo puede limitarse a una pequeña región con una precisión milimétrica, como ha podido demostrar el equipo de Schürle en las simulaciones.
Además, el principio puede ponerse en funcionamiento fuera del cuerpo para mezclar localmente diferentes líquidos entre sí en recipientes muy pequeños sin tener que fabricar y controlar microbombas mecánicas.
Vivo o muerto
Su trabajo se centra principalmente en la investigación del enfoque y en la descripción de cómo las bacterias pueden controlar el flujo. Antes de que tales bacterias puedan ser usadas en el cuerpo humano, su seguridad debe ser investigada. Sin embargo, introducir bacterias en el cuerpo por razones médicas es un enfoque que la ciencia ya está persiguiendo bajo el término "terapéutica viviente", aunque con otros tipos de bacterias, como la E. coli.
También debería ser posible utilizar bacterias no naturales para futuras aplicaciones médicas. La biología sintética puede utilizarse para construir bacterias con propiedades funcionales optimizadas y seguras para su uso en el cuerpo humano, por ejemplo, al no causar reacciones alérgicas. Schürle puede prever tratamientos con bacterias que se matan antes de ser introducidas en el cuerpo, así como tratamientos con bacterias vivas.
Control fino a través de la autopropulsión
También se sabe desde hace varios decenios que ciertos tipos de bacterias anaeróbicas (que no requieren oxígeno para crecer) se acumulan preferentemente en los tumores de los pacientes de cáncer. En otras palabras, estas bacterias prefieren de forma natural las condiciones de bajo oxígeno en los tumores al resto del cuerpo. Aunque esto se investigó en bacterias distintas de las utilizadas por el equipo de Schürle, la biología sintética podría utilizarse para combinar las ventajas de varias especies de bacterias. Esto podría conducir al desarrollo de bacterias que se acercan al tumor impulsadas por sus propios flagelos (apéndices similares a un látigo) y que luego pueden ser transportadas con precisión a las profundidades del tejido tumoral utilizando fuerzas magnéticas externas.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Más noticias del departamento ciencias
Reciba la industria de las ciencias biológicas en su bandeja de entrada
No se pierda nada a partir de ahora: Nuestro boletín electrónico de biotecnología, productos farmacéuticos y ciencias de la vida le pone al día todos los martes y jueves. Las últimas noticias del sector, los productos más destacados y las innovaciones, de forma compacta y fácil de entender en su bandeja de entrada. Investigado por nosotros para que usted no tenga que hacerlo.
