Desarrollan nanorobots para reparar aneurismas en el cerebro

Aproximadamente un 5% de la población del planeta tiene un aneurisma cerebral, pero pocos llegan a producir síntomas o consecuencias. El verdadero problema comienza cuando la ruptura de la arteria provoca una hemorragia cerebral. Ahora, un nuevo estudio ha utilizado robots más pequeños que la mayoría de las bacterias para administrar medicamentos directamente en el lugar de un aneurisma cerebral, previniendo un derrame cerebral.

Hasta ahora, la nueva tecnología se ha probado solo en conejos, pero con más estudios, podría convertirse en una alternativa a los stents que se utilizan actualmente para estabilizar los aneurismas en pacientes humanos.

Esta tecnología sería capaz de detener el sangrado causado por un aneurisma, en el que la pared de una arteria se debilita y se hincha. Los resultados se han publicado en Small y han sido liderados por Qi Zhou, experto en ingeniería bioinspirada en la Universidad de Edimburgo.

“Nuestros nanorobots magnéticos controlados a distancia proporcionan una forma más precisa y segura de cerrar rápidamente los aneurismas cerebrales sin utilizar implantes – explica Zhou en un comunicado -. También pueden mitigar la laboriosa tarea de los cirujanos de introducir un microcatéter largo y delgado a través de redes complejas de vasos sanguíneos".

Los aneurismas se pueden formar en cualquier arteria del cuerpo. Cuando se forman en el cerebro, pueden estallar y provocar un derrame cerebral. Para idear una nueva solución para estos eventos peligrosos, Zhou y sus colegas desarrollaron nanorobots que miden solo 295 nanómetros de diámetro. A modo de comparación, un virus típico tiene unos 100 nanómetros de ancho y la mayoría de las bacterias miden en el rango de los 1.000 nanómetros.

Cada pequeño robot consta de un núcleo magnético, un agente coagulante llamado trombina que trata el aneurisma y un revestimiento que se derrite cuando se calienta ligeramente para liberar el medicamento. “Usando un campo magnético, los nanorobots pueden ser guiados hasta el aneurisma - añade Zhou -. Luego se utiliza calor concentrado para derretir el recubrimiento, liberar el fármaco y bloquear el aneurisma de la circulación sanguínea”.

Este calor se aplica con un campo magnético alterno, que esencialmente crea fricción alterando la alineación de las partículas expuestas al campo. La temperatura se mantiene por debajo de los 50 grados Celsius para que no dañe el tejido corporal. La idea es que los cirujanos cardiovasculares puedan liberar estos nanorobots en el torrente sanguíneo, hacia el aneurisma, utilizando un microcatéter. Esto evitaría que tengan que introducirse demasiado profundamente en los vasos finos del cerebro.

El equipo de Zhou evaluó primero la biocompatibilidad de los nanorobots en células humanas en placas de laboratorio. Un material biocompatible se puede introducir en tejidos vivos sin causar daño o efectos secundarios no deseados. También realizaron estudios preliminares con animales, tratando a tres conejos por aneurismas inducidos artificialmente en las arterias carótidas, que alimentan el cerebro y la cabeza.

“Descubrimos que los nanorobots podían ser guiados con éxito hasta el aneurisma en un entorno de intervención clínica y estabilizar un coágulo para luego bloquearlo por completo”, afirma Zhou.

Durante un período de seguimiento de dos semanas, los tres conejos se mantuvieron sanos, con coágulos estables que bloqueaban sus aneurismas. Estos coágulos no bloquean el suministro de sangre al cerebro, sino que cierran el punto débil del vaso para que no reviente.

De cara al futuro, la tecnología deberá probarse en animales más grandes que imiten mejor al cuerpo humano, concluye el estudio. También se deberá probar la seguridad y eficacia de los nanorobots en estudios a más largo plazo, para ver cómo afecta al cerebro después de un tiempo. En las pruebas con conejos, los aneurismas se encontraban a poca profundidad, por lo que el equipo también tendrá que mejorar el sistema de control magnético para guiar mejor a los robots hacia los aneurismas que se encuentran en las profundidades del cerebro.