La revista Nature Nanotechnology ha publicado un artículo en el que los autores logran reducir el tamaño de tumores de vejiga en un 90%… en ratones. Como siempre os decimos en estos casos, tranquilidad. Es una investigación brillante y muy interesante, pero no nos van a tratar con nanorobots en el hospital el mes que viene. Vamos a profundizar un poco más en este estudio.

Autores

En este trabajo de investigación han participado científicos de diferentes centros. El estudio ha sido liderado por el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y el CIC biomaGUNE. También ha participado el Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) y los departamentos de Genética y Microbiología y de Medicina y Cirugía Animal de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB), entre otros.

El cáncer de vejiga

El cáncer de vejiga es el cuarto tumor más frecuente en hombres. No tiene una mortalidad excesivamente alta, pero sí bastante recurrencia. Es decir, es bastante frecuente que el tumor vuelva a aparecer al cabo de un tiempo. De hecho, esto pasa en casi el 50% de los casos pasados cinco años. La mayor parte de los tratamientos actuales se basan en la administración intravesical de fármacos. Es decir, se introduce el fármaco directamente en la vejiga. No son altamente eficaces por diversos problemas, como la renovación continua de orina, que impide que los fármacos se difundan por toda la vejiga o que se queden retenidos en ella.

¿Qué es un nanorobot?

Es una nanopartícula “con movimiento”. Son capaces de autopropulsarse, de moverse por el interior del cuerpo. Se están probando para ser introducidos en el cuerpo humano para distribuir de manera específica medicamentos y para obtener muestras de tejidos o células muy precisas. El principal desafío es, precisamente, la manera de lograr el movimiento autónomo de estos robots. Se han ensayado distintos abordajes, desde campos magnéticos hasta el uso de cilios vibratorios.

¿Qué han logrado?

Los investigadores han logrado que con una sola dosis de los nanorobots diseñados por ellos exista una disminución del 90% del tamaño del tumor. Esto es bastante más eficiente de lo que se logra con los tratamientos habituales. Generalmente con los tratamientos actuales se necesitan entre seis y catorce sesiones de terapia. Los nanobots pueden ser, por tanto, sistemas de liberación de fármacos muy eficientes para la terapia de cáncer de vejiga.

¿Cómo lo han hecho?

Los investigadores ya habían diseñado anteriormente nanorobots con capacidades específicas. Estos nanorobots utilizan la urea de la orina para propulsarse. Son esferas de sílice mesoporosas que llevan “pegadas” a su superficie distintas moléculas con varias funciones. Mesoporosas significa que contiene poros con diámetros de entre 2 y 50 nm.

Nanobots, imagen de microscopía electrónica. Tomado del artículo original

Una de esas moléculas es la ureasa. La ureasa es una enzima que degrada la urea y es la molécula que les permite autopropulsarse a las paredes de la vejiga. Los nanobots descomponen la urea de una manera asimétrica alrededor de la nanopartícula, de tal manera que se crea un gradiente iónico de amoníaco y dióxido de carbono (los productos de degradación de la urea). Las nanopartículas se mueven gracias a ese gradiente.

Otra molécula que llevan estas nanoesferas en su superficie es iodo radiactivo (¹³¹I), que mata a las células tumorales.

Por medio de técnicas avanzadas de imagen, como el PET (tomografía de emisión de positrones), los investigadores observaron que los nanorobots no solo llegaban al tumor, sino que entraban en él, lo cual mejora la acción del fármaco radiactivo y disminuye los efectos secundarios. Esto, sin embargo, era curioso, porque, al contrario de lo que suele ser habitual, estas nanopartículas no portaban anticuerpos específicos frente al tumor. Los anticuerpos son la manera más habitual y eficaz de localizar fármacos en lugares concretos. Los autores observaron que los nanorobots degradaban la matriz extracelular del tumor. Esto lo hacían gracias a un aumento local del pH causado por la reacción de descomposición de la urea que conlleva la generación de amoníaco. Esta degradación de la matriz extracelular facilita la penetración de los bots en el tumor.

Esquema de la síntesis de nanobots, para imagen por PET (arriba) y para tratamiento con iodo radiactivo (abajo). Tomado del artículo original

¿Por qué es importante?

Es un avance terapéutico que podría reducir el tiempo de hospitalización, con el consiguiente beneficio para el paciente y, además, un ahorro de costes.

Además, es un primer paso que abre la posibilidad de emplear otros fármacos radioactivos más eficaces que el iodo pero que presentan problemas cuando se administran por vía intravenosa.

Aún está en estudio, porque no ha pasado el tiempo suficiente, si con este tratamiento se disminuye la frecuencia de la recidiva. Es decir, si, además, los tumores reaparecen con menos frecuencia.

Imagen del tamaño del tumor en distintas condiciones experimentales, antes y después del tratamiento. Se observa como cuando se trata con nanobots marcados con iodo radiactivo a altas dosis (HD) en presencia de urea se produce una gran disminución del tamaño del tumor. Tomado del artículo original

Por cierto, la tecnología detrás de estos bots ha sido patentado y se ha creado una empresa para su explotación comercial, Nanobots Therapeutics.

Artículo original

Simó, C., Serra-Casablancas, M., Hortelao, A.C. et al. Urease-powered nanobots for radionuclide bladder cancer therapy. Nat. Nanotechnol. (2024). https://doi.org/10.1038/s41565-023-01577-y