Llega una nueva generación de nanorrobots de ADN: podrían abrir camino a aplicaciones médicas y diagnósticos moleculares

Tras décadas de investigación en nanotecnología, biología molecular y diseño estructural a escala atómica, un grupo de investigadores ha presentado el sistema de los nuevos nanorrobots, cuyo sistema es capaz de almaenar energía, procesar señales y ejecutar tareas de forma autónoma dentro de matrices de ADN programables. El desarrollo de esta tecnología se apoya en años de observación sobre cómo las uniones de ADN cambian de estado, cómo transmiten información entre ellas y la imitación de funcions propias de circuitos electrónicos a escala molecular.

Su estudio encuentra sus fundamentos en el origami de ADN, una técnica que consiste en plegar moléculas de ADN, como si fueran papel, para crear estructuras diminutas con formas precisas y funcionales. En otras palabras, es una forma de programar la materia viva a escala nanométrica usando el ADN como si se tratara de un material de construcción extremadamente preciso. Y, por otro lado, en su sucesora: la robótica molecular, centrada en el diseño de máquinas extremadamente pequeñas.

El reciente avance, publicado en Science Robotics, marca un salto en la robótica molecular al lograr, por primera vez, que estructuras de ADN funcionen simultáneamente como hardware y software. La base de este trabajo inició en 2017, por el laboratorio de Yonggang Ke, que descubrió cómo transformar dinámicamente las uniones de estas matrices de ADN.

Esto permitió que los investigadores de la Universidad Ludwig-Maximilians de Múnich, la Universidad Emory y el Instituto Tecnológico de Georgia dieran el giro clave: tratar cada unión como una unidad funcional independiente. El resultado fue un sistema parecido a un chip programable, pero a una escala nanométrica, capaz de bloquear, detectar señales o liberar carga.

El camino hacia la medicina inteligente

La medicina del futuro podría estar más cerca de lo que pensamos y una escala casi invisible, pues si bien estos nanorrobots de ADN aún se encuentran en fase experimental, los investigadores ven en ellos un enorme potencial que va desde liberar fármacos justo donde se necesitan, hasta detectar señales tempranas de enfermedad o interacturar directamente con proteínas clave del organismo.

El equipo liderado por Philip Tinnefeld y Yonggang Ke trabaja ahora en adaptar estos nanobots a distintos entornos fisiológicos y en desarrollar fuentes de energía sostenibles, como la computación browniana o la alimentación mediante luz, que facilitan el funcionamiento de los nanobots. Lo que sigue ahora es la expansión de su arquitectura al facilitar la transición de plataformas planas en 2D a diseños tridimensionales capaces de funcionar dentro de sistemas biológicos reales.

En suma, este avance representa la apertura de una nueva forma de afrontar problemas de salud complejos de formas más efectivas, lo que podría consolidar el camino hacia una medicina más inteligente.