Los ‘robots mocos’ impulsados ​​por enzimas ayudan a administrar medicamentos en situaciones difíciles

Los mocos no son el primer lugar donde uno esperaría que naden los nanobots. Pero esta secreción mucosa existe en más lugares además de la nariz y los montones de tejido sucio: ayuda a proteger los pulmones, el estómago, los intestinos y los ojos. Y ahora, los investigadores informan ACS Nano En ratones, se ha demostrado que sus diminutos «robots mocosos» impulsados ​​por enzimas atraviesan una capa protectora y pegajosa y administran medicamentos de manera más eficiente.

Los mocos, más conocidos científicamente como mocos, protegen las células de patógenos e irritantes atrapándolas en una barrera pegajosa. Pero esa protección también excluye los tratamientos farmacológicos administrados tópicamente.

Una molécula de fármaco se puede unir a una pequeña nanopartícula que la ayuda a atravesar fácilmente la barrera o se puede coadministrar con otros compuestos que ayudan a licuar la mucosidad. Pero Samuel Sánchez y sus colegas quisieron combinar estas técnicas y crearon un bote de tamaño nanométrico impulsado por peróxido de hidrógeno (H) que destruye la mucosidad.₂oh₂)

Para construir los robots de tamaño nanométrico (de las cuales 10 filas abarcan un glóbulo rojo), los investigadores unieron enzimas catalasas a nanopartículas de sílice porosas. Los agujeros en estas partículas pueden llenarse con moléculas de fármacos, que les ayudan a atravesar las defensas mucosas como un caballo de Troya. Las pruebas iniciales mostraron que, cuando se administra con H₂oh₂Las enzimas catalasas impulsan a los robots al descomponer el combustible de peróxido en oxígeno y agua.

A continuación, el equipo construyó un modelo de la capa de moco intestinal utilizando células intestinales humanas cultivadas en laboratorio. Los robots atravesaron la capa mucosa de la muestra en 15 minutos, sin dañar significativamente las células subyacentes.

Teniendo en cuenta que el limo generalmente se limpia y regenera cada 10 minutos a 4,5 horas, este breve período de tiempo puede evitar que los robots queden atrapados y eliminados de la capa de limo. Otras pruebas en colon de ratón reforzaron este resultado, mostrando que los nanobots no dañaban las células ni los tejidos al pasar a través de la capa viscosa.

En general, el equipo demostró que alrededor del 28% de los nanobots implementados cruzaron con éxito la barrera mucosa, y el 28% logró una difusión pasiva de partículas 60 veces mayor. Pruebas anteriores que utilizaban diferentes enzimas u otros fármacos que alteran la mucosidad mejoraron la transmisión aproximadamente 10 veces.

Los investigadores creen que sus mocosos son candidatos prometedores para los sistemas de administración de fármacos, especialmente aquellos que se ven obstaculizados por la barrera mucosa.