Se trata de una tecnología modular a nanoescala que podría ayudar al tratamiento de ciertas enfermedades infecciosas, así como a encontrar nuevas formas de combatir el cáncer.
Cuando pensamos en un robot, normalmente imaginamos una máquina mecánica que se crea para llevar a cabo una acción concreta. Un robot en una fábrica automotriz ayuda con el ensamblado, un robot aspirador, con la limpieza, y un robot de cocina puede seguir los pasos para llevar a cabo una receta. Ahora bien, si diseccionamos cada una de sus piezas en sus componentes más pequeños, un robot está fundamentalmente formado por sensores y accionadores conectados a un componente que analiza y responde a la información que le llega.
Por ello, el ADN es uno de los materiales biológicos más interesantes con los que fabricar robots, ya que cuenta de forma intrínseca con estas piezas. Mediante nanotecnología, es posible diseñar estructuras formadas por ADN que actúan como robots, pero a una escala nanométrica.
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El coordinador del proyecto DNA-Robotics, Kurt Vesterager Gothelf, explica que el ADN es ideal para la robótica, ya que puede programarse para autoensamblarse de formas muy específicas y predecibles. Estas partes pueden tener funciones distintas, y trabajar como un todo para lograr realizar tareas complejas muy útiles para la salud, como reconocer y encapsular virus o detectar y acabar con células cancerosas.
Pequeñas partes por el todo
Durante el proyecto, los investigadores primero se centraron en desarrollar módulos formados por ADN en forma de cubo. Cada uno de estos módulos, al igual que una pieza de un robot, tenía una función distinta. Por ejemplo, algunas de estas piezas estaban especializadas en la detección de virus o células cancerosas. Otras, en transmitir información entre las piezas del robot, y finalmente, algunas lograban realizar alguna acción, como la encapsulación del virus o forzar a la célula cancerosa a que activase sus mecanismos de apoptosis o «suicidio celular».
En el entorno virtual, o in silico, como se suele decir en el laboratorio, este método funcionaba a las mil maravillas. Al igual que un set de piezas montables, a partir de los distintos módulos se podía ir creando un robot de ADN con funciones cada vez más complejas según los módulos que se iban añadiendo y quitando.
Pero en ocasiones, la imaginación de los investigadores avanza más rápido que la tecnología de la que disponen para materializar sus ideas. Por ello, cuando trataron de crear y ensamblar las piezas de ADN en el laboratorio comenzaron a toparse con una serie de problemas insalvables que impidieron que estos diminutos robots vieran la luz. Por ello, acabaron optando por un método de construcción más «sencillo»: partir de un chasis en el que añadir el ADN con las funciones deseadas.
Una promesa de un robot
El chasis en estos experimentos era lo que se denomina una vesícula, es decir, una pequeña burbuja cuyas paredes están formadas por grasa y otras estructuras orgánicas. En el exterior de estas burbujas se pueden engarzar, como si de joyería molecular se tratase, los módulos que habían diseñado anteriormente. De este modo, las vesículas podían adquirir una serie de funciones en su superficie.
Además, diseñaron nanocables que permitían transmitir la información de un componente molecular a otro. Para Gothelf, este sistema recuerda a un sistema nervioso, ya que, al igual que los nervios, estas estructuras pueden enviar instrucciones a las distintas partes de la vesícula para lograr que todas las partes funcionen de forma combinada.
Si suena muy complejo es porque lo es. Tanto, que aunque lograron realizar grandes avances tanto en los módulos como en la integración, lograr un robot de ADN completamente funcional todavía escapa de las capacidades del equipo. Sin embargo, no pierden la esperanza, y para seguir progresando han logrado diseñar un sistema a nanoescala que se mueve en un eje. Esto permite ir añadiendo, de forma individual, los módulos en las vesículas. El próximo paso es lograr que se mueva en dos ejes y, con ello, esperan poder añadir módulos distintos en zonas distintas de la vesícula para ir ensamblando el robot poco a poco.
¿Por qué esto puede revolucionar la medicina?
El uso de estos pequeños robots puede acercar del futuro la promesa de la medicina personalizada. Es decir, mediante este tipo de tecnología se podrán diseñar tratamientos específicos con los que acabar con virus, cánceres u otras enfermedades que actualmente no tienen cura. También, como muestran estudios previos como este del Instituto Politécnico Rensselaer, la tecnología es especialmente útil para crear biosensores que detecten enfermedades.
Una estructura de ADN en forma de estrella creada por el Instituto Politécnico Rensselaer es capaz de unirse al virus del Dengue y detectarlo.
De momento, uno de los mayores logros en este campo proviene de la Universidad Técnica de Múnich, ha logrado ensamblar un robot con una de las funciones que hemos avanzado al principio del artículo: encapsular virus. Este robot, por tanto, es capar de desactivar a los patógenos e impedir que sigan provocando problemas en el organismo. Ahora bien, vale la pena recordar que se trata de una tecnología en una fase muy experimental, y todavía se necesitan muchas más pruebas antes de que podamos encontrar este tipo de nanorrobots en los centros de salud.
National Geographic News. D. P. R. Traducido al español
