Investigadores de la Academia China de Ciencias y la Universidad del Estado de Arizona han desarrollado nanorobots de ADN que podrían permitir tratar enfermedades como el cáncer. Los robots a nanoescala tienen sistemas inteligentes que miden el potencial de respuesta generado por la administración de fármacos en función de los desencadenantes moleculares que se ponen en marcha.

En este artículo publicado en Nature Biotechnology, los científicos explican cómo han desarrollado un robot autónomo de ADN programado para transportar cargas útiles y presentarlas específicamente en tumores. El nanorobot está compuesto por un aptámero de ADN, en su exterior, que se une a la nucleolina, una proteína expresada específicamente en células endoteliales asociadas a tumores, y la trombina de la proteasa de la coagulación sanguínea dentro de su cavidad interna.

El aptámero de la nucleolina sirve tanto como un dominio de direccionamiento como un disparador molecular para la apertura mecánica del nanorobot de ADN. La trombina en el interior está así expuesta y activa la coagulación en el sitio del tumor. Los investigadores han utilizado modelos de ratón portadores de tumores para poder demostrar el funcionamiento de los nanorobots de ADN inyectados por vía intravenosa. Asimismo, vieron que permitían la administración de trombina específicamente a los vasos sanguíneos asociados a tumores e inducían trombosis intravascular, lo que produce necrosis tumoral e inhibición del crecimiento tumoral.

En primer lugar, los investigadores inyectaron los nanorobots de ADN cargados con trombina en el torrente sanguíneo de los animales modelo para el cáncer, y al llegar los vasos sanguíneos que nutren al tumor, los nanorobots detectaron la presencia de la nucleolina gracias a los aptámeros de ADN. Estos se activaron, pasando de la forma cilíndrica a la forma desplegada que dejaba expuestas las moléculas de trombina; y finalmente, la trombina inició un proceso de coagulación que terminó bloqueando el flujo de sangre hacia el tumor.

El nanorobot demostró ser seguro e inmunológicamente inerte en ratones y cerdos Bama. El tratamiento no mostró signos de toxicidad en los animales tratados, y el equipo comprobó que 24 horas tras la inyección, la concentración de nanorobots en el organismo había disminuido, lo que significaba que las nanopartículas podían ser degradadas o eliminadas por el organismo de forma natural. Por tanto, los nanorobots de ADN podrían representar una estrategia prometedora para la administración precisa de fármacos en la terapia contra el cáncer.

Investigación original: A DNA nanorobot functions as a cancer therapeutic in response to a molecular trigger in vivo. Suping Li, Qiao Jiang, et al. Nature Biotechnology. doi:10.1038/nbt.4071