Este artículo apareció por primera vez en The Checkup, el boletín semanal de biotecnología del MIT Technology Review. Para recibirlo en su bandeja de entrada todos los jueves y leer artículos como este primero, regístrese aquí .

El cuerpo humano es un laberinto de vasos y tubos, lleno de barreras difíciles de atravesar. Esto plantea un serio obstáculo para los médicos. Las enfermedades suelen ser causadas por problemas difíciles de visualizar y de difícil acceso. Pero imaginemos si pudiéramos desplegar ejércitos de pequeños robots en el cuerpo para hacer el trabajo por nosotros. Podrían romper coágulos de difícil acceso, administrar medicamentos incluso a los tumores más inaccesibles e incluso ayudar a guiar a los embriones hacia la implantación.

Bien, sé lo que probablemente estés pensando. Llevamos años, tal vez incluso décadas, escuchando hablar del uso de pequeños robots en medicina. Y todavía no están aquí. ¿Dónde están ya mis microbots médicos?

Ya vienen, dice Brad Nelson, que trabaja en robótica en ETH Zürich. Pronto. Y podrían cambiar las reglas del juego para una serie de enfermedades graves. En una perspectiva publicada hoy en Science , Nelson y su coautor Salvador Pané sostienen que estas pequeñas máquinas podrían ayudar a administrar medicamentos exactamente donde se necesitan. Eso ayudaría a minimizar la toxicidad. "Así que podemos usar dosis más fuertes y tal vez podamos repensar la forma en que tratamos algunas de estas enfermedades", dice Nelson.

¿Qué hace que Nelson sea optimista acerca de que estas tecnologías están en camino? Algunos de estos robots han salido de las mesas de laboratorio y han llegado a animales grandes, incluidos los cerdos. Hay al menos cuatro nuevas empresas que trabajan en microrobots médicos que podrían viajar “sin ataduras” dentro del cuerpo. Uno de ellos, Bionaut , recaudó 43 millones de dólares a principios de este año para llevar su terapia a los ensayos de fase 1. Utilizará el dinero para desarrollar dispositivos del tamaño de la punta de un lápiz que están diseñados para administrar medicamentos al sitio de tumores cerebrales glioma y perforar quistes que bloquean el flujo de líquido cefalorraquídeo en el cerebro, un síntoma de un raro trastorno infantil llamado Síndrome de Dandy-Walker.

"Microrobot" es un término general que abarca robots que varían en tamaño desde una micra (aproximadamente la centésima parte del ancho de un cabello humano) hasta unos pocos milímetros de escala. Si el robot es realmente diminuto, más pequeño que una micra, es un nanorobot. Y si bien puede resultar tentador decir "microbot" porque suena muy bien, es "más un término tipo Hollywood", dice Nelson.

Los microrobots pueden estar compuestos de materiales sintéticos, materiales biológicos (se denominan robots biológicos o biobots) o ambos (robots biohíbridos). Muchos de ellos, incluidos los que está desarrollando Nelson, se mueven gracias a imanes.

Pero otros pueden moverse por sí solos. La semana pasada , un equipo de investigadores de Tufts y Harvard informaron que habían convertido células traqueales en biobots. La tráquea humana tiene cilios ondulantes en su interior para atrapar microbios y desechos. Pero estos investigadores alentaron a las células traqueales a formar un organoide con los cilios en el exterior. Dependiendo de su forma y cobertura de cilios, los robots podrían viajar en línea recta, girar en círculos o moverse. Y (giro sorpresa) cuando los investigadores rasparon una varilla de metal a través de una capa de neuronas vivas que crecían en un plato, los biobots invadieron el área y provocaron el crecimiento de nuevas neuronas. "Es fascinante y completamente inesperado que las células traqueales normales de un paciente, sin modificar su ADN, puedan moverse por sí solas y estimular el crecimiento neuronal a través de una región dañada", dijo en un comunicado de prensa Michael Levin, ingeniero de Tufts que dirigió el trabajo. liberar. "Ahora estamos analizando cómo funciona el mecanismo de curación y preguntándonos qué más pueden hacer estas construcciones".

La utilidad potencial de estos microrobots es enorme. "Mucha gente piensa en las enfermedades vasculares", dice Nelson. Se podrían inyectar microrobots y disolver coágulos de sangre en el cerebro para tratar a pacientes con accidente cerebrovascular. O podrían reforzar los puntos débiles de los vasos del cerebro para evitar que exploten. Podrían entregar medicamentos a lugares específicos. Y luego están las aplicaciones más extrañas. Investigadores de la Universidad de Pensilvania han desarrollado robots que esperan que algún día reemplacen su cepillo de dientes .

Otros equipos están trabajando en robots que imitan el esperma o están hechos a partir de él. Los investigadores han desarrollado esperma de vaca cubierto de nanopartículas de hierro, llamadas IRONSperm , que nadan con la ayuda de un campo magnético giratorio; la esperanza es que puedan usarse para la administración dirigida de medicamentos. Un equipo de Alemania está trabajando en microrobots que ayudan en la fertilización llevando espermatozoides que nadan débilmente al óvulo. Su sistema incluso libera drogas para romper la dura capa del huevo. Ese mismo grupo también describió recientemente cómo se podrían utilizar los microrobots en la FIV . En un procedimiento típico de FIV, se fertiliza un óvulo fuera del cuerpo y el embrión resultante se transfiere al útero. El procedimiento suele fracasar. Pero si los microrobots pudieran transportar el embrión de regreso a las trompas de Falopio o al endometrio, el embrión podría desarrollarse en condiciones más naturales, lo que podría mejorar las tasas de implantación. Imaginan microrobots guiados por campos magnéticos que podrían agarrar o transportar un embrión, liberarlo y luego degradarlo de forma natural.

Aún así, existen algunos obstáculos importantes que las empresas tendrán que superar para utilizar estos robots en humanos. Algunos son técnicos. "Se trata de sistemas muy pequeños", afirma Victoria Webster-Wood, ingeniera mecánica de la Universidad Carnegie Mellon que desarrolla robots biohíbridos. Y debido a eso, un fluido corporal como la sangre es en realidad relativamente viscoso. "Entonces, si el flujo se mueve muy rápido, es difícil para el robot ir en la otra dirección", dice.

Otros obstáculos son regulatorios. Los microrobots se consideran dispositivos médicos, pero también pueden administrar un medicamento. "Existe lo que se llama la combinación fármaco-dispositivo", dice Nelson. "Si bien el fármaco puede ser bien conocido, es de esperar que su concentración sea significativamente diferente de lo normal". Eso podría significar que los reguladores querrán ver estudios adicionales.

Webster-Wood ha estado en este campo durante años y está entusiasmada de que los microrobots finalmente estén atrayendo atención. "Incluso en los últimos 10 años, ha crecido mucho", afirma. "Creo que hay mucho más potencial para traducir".

Otra cosa

Se espera que esta semana la FDA apruebe Casgevy, el primer tratamiento comercial de edición genética del mundo, que trata la anemia falciforme. (El tratamiento fue aprobado en el Reino Unido el mes pasado). Antonio Regalado profundizó en la ciencia detrás del tratamiento para esta historia , lo que explica por qué la anemia falciforme fue un objetivo ideal para el gran debut terapéutico de CRISPR.

Lea más del archivo de Tech Review

Llevamos años pensando en microrobots y robots médicos. Allá por 2011, Kristina Grifantini abordó lo que entonces era uno de los enigmas centrales: cómo controlarlos.

A principios de este año, Antonio Regalado informó sobre los primeros bebés concebidos con robots y las startups que trabajan para automatizar la FIV. Estos no eran microrobots y el objetivo era principalmente lograr escala. "El objetivo principal de la automatización de la FIV, dicen los empresarios, es simple: tener muchos más bebés".

Victoria Webster-Wood, que fabrica robots biohíbridos, y Renee Zhao, que fabrica robots médicos a escala milimétrica, figuraron en la lista de 35 innovadores menores de 35 de Tech Review de este año .

De toda la web

Los implantes cerebrales ayudaron a cinco personas con lesiones cerebrales de moderadas a graves a obtener entre un 15% y un 52% mejor en pruebas cognitivas. Si los resultados se mantienen en un estudio más amplio, la estimulación cerebral puede convertirse en la primera terapia para la lesión cerebral traumática. ( NYT )

La semana pasada, la FDA anunció que estaba investigando un posible vínculo entre la terapia CAR-T y el cáncer. Si CAR-T puede causar cánceres secundarios, sería algo poco común, dicen los expertos. ( ESTADÍSTICA $)

Los veterinarios están buscando identificar la causa de una misteriosa enfermedad respiratoria que ha enfermado a cientos de perros en los EE. UU. ($ cableado )

El aumento de las enfermedades respiratorias entre los niños en China probablemente sea el resultado de un prolongado confinamiento, no de un nuevo patógeno, como han afirmado algunos legisladores republicanos. ( NYT )