¿Los glóbulos blancos patrullan las calles de su ciudad en busca de amenazas virales? En realidad, esos son artistas callejeros israelíes. No se equivoque:el cuerpo humano es una zona de guerra. Además, es moderno, no se lucha en un campo de batalla fuera de casa, sino dentro de la ciudad devastada por la guerra que llamamos el cuerpo humano.
Claro, las fuerzas defensivas de nuestro cuerpo hacen su parte para mantener fuera a la mayor parte de los invasores, pero el enemigo traspasó nuestras puertas hace mucho tiempo. Así que la lucha por la salud se desarrolla dentro de nosotros, en medio de sistemas delicados y órganos cruciales. Los soldados de nuestro sistema inmunológico luchan contra espías virales, saboteadores cancerosos, terroristas bacterianos y máquinas de guerra parasitarias.
La ciencia moderna permite una buena cantidad de interferencia externa. Como una superpotencia de la Guerra Fría que apuntala un régimen asediado, enviamos nuestras armas farmacéuticas, equipos de vigilancia de alta tecnología y la explosión ocasional de energía radiactiva.
Sin embargo, estas superarmas a menudo están lejos de ser clínicas en su aplicación.
Lanza una bomba en una manzana de la ciudad y podrías acabar con los insurgentes enemigos, pero también matarás a civiles inocentes y diezmarás infraestructuras importantes. Dañas lo mismo que pretendes proteger.
En el cuerpo, la situación suele ser la misma. Por ejemplo, queremos salvar al cuerpo de los estragos del cáncer, pero los tratamientos de quimioterapia y radiación dañan las células sanas, así como las cancerosas. Lo que necesitamos es algo capaz de realizar ataques letales y precisos a nivel celular:un dron militar para patrullar nuestro espacio interior.
Cazando el cáncer con robots de ADN
He aquí, el robot de ADN. Los fragmentos morados representan la carga útil del anticuerpo. Entonces, ¿qué cazará las células cancerosas en nuestro cuerpo y las eliminará con un daño colateral mínimo? Necesitaremos un robot, uno hecho de ADN (ácido desoxirribonucleico).
Como puede ver en la ilustración, el robot de ADN no se parece mucho a un autómata típico de balde de pernos. No tiene el encanto de un WALL-E ni la simetría letal de un dron depredador de la Fuerza Aérea de los EE. UU., pero hay una muy buena razón. Para construir un robot a una escala tan pequeña, debe construirlo con cosas pequeñas. El material elegido en esta máquina es el propio ADN.
El ADN, por supuesto, es el modelo para la mayoría de las formas de vida orgánica. La forma en que te ves, la forma en que piensas, todo está contenido en un código de bases químicas. Pero el ADN es más que solo información. Dado que las secuencias complementarias de ADN pueden unirse, las moléculas individuales pueden autoensamblarse en formas y estructuras complejas. Desarrolle una máquina a partir de este material y se beneficiará de un material de construcción que está fácilmente disponible y se autoensambla. Salvará vidas y también ahorrará dinero en investigación y desarrollo.
Usando un método llamado DNA origami , investigadores del Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada de Harvard doblaron hebras de ADN sintético en una jaula en forma de barril de aproximadamente 35 nanómetros de diámetro [fuente:Katsnelson]. Por el contrario, un mechón de cabello humano tiene solo 20 000 nanómetros de ancho [fuente:EPA].
Esta jaula contiene hasta 12 moléculas de carga útil en su interior, como anticuerpos que destruyen células [fuente:Katsnelson]. En el exterior, dos aptámeros evita que la jaula se abra y libere la carga letal. Los aptámeros son cadenas cortas de ADN con secuencias especiales para reconocer moléculas específicas. Piensa en ellos como candados que mantienen cerrada la canasta.
Cuando el robot de ADN entra en contacto con la célula cancerosa objetivo, las cerraduras se abren, la jaula se abre y el anticuerpo destruye la célula objetivo. En 2012, el equipo de investigación del Instituto Wyss informó "casi cero daños colaterales" después de lanzar sus bots en una combinación de células objetivo y células transeúntes [fuente:Bachlet].
La tecnología promete revolucionar el cuidado de la salud con medicamentos inteligentes y dirigidos e incluso nanomáquinas más complejas para vigilar nuestro interior. Sin embargo, los científicos tienen una serie de obstáculos que superar a medida que ajustan sus diseños de robots de ADN.
Para empezar, actualmente se necesitan semanas para plegar estructuras complejas de ADN. Y si estas bolsas calientes de destrucción de tamaño nanométrico van a funcionar, ayudará si no las eliminamos una hora más tarde. Los investigadores están trabajando en modificaciones para evitar que el bot golpee los riñones o el hígado antes de que lleve a cabo su ataque a las células objetivo.
Aún así, el hecho permanece:estamos construyendo pequeñas armas robóticas para ayudar en la guerra sin fin entre los habitantes de tu cuerpo y las interminables hordas que luchan por conquistarlo. La tecnología, como el futuro, está aquí.
Nota del autor
Redactor sénior Robert Lamb Tuve que atar una mano detrás de mi espalda para evitar hacer las referencias obvias de "Viaje fantástico" o "Espacio interior" en este artículo. En cierto modo, sin embargo, las películas perjudican la comprensión pública de la nanotecnología, especialmente la nanotecnología médica. Las visiones de submarinos en miniatura en el torrente sanguíneo muestran una vista de arriba hacia abajo de la nanotecnología. En realidad, estamos viendo un sistema de abajo hacia arriba, en el que se construyen máquinas pequeñas con materiales diminutos para realizar su trabajo en una escala de minutos. No construyes un submarino del tamaño del ADN; lo construyes FUERA del ADN.
No pude evitar pensar en el concepto de robot de ADN en términos de un paquete envuelto para regalo que contenía una pequeña bomba. Imagine este paquete en el salón de un misterio de asesinato al estilo de Agatha Christie. Solo se abrirá en manos de un asesino.