Pequeños robots biohíbridos a escala micrométrica pueden nadar a través del cuerpo y administrar medicamentos a los tumores o proporcionar otras funciones de transporte de carga. Las tendencias naturales de detección ambiental de las bacterias significan que pueden navegar hacia ciertos químicos o ser controladas de forma remota mediante señales magnéticas o sonoras.

Para tener éxito, Estos diminutos robots biológicos deben estar compuestos por materiales que puedan pasar la eliminación a través de la respuesta inmunitaria del cuerpo. También deben poder nadar rápidamente a través de entornos viscosos y penetrar las células de los tejidos para entregar la carga.

En un artículo publicado esta semana en Bioingeniería APL , de AIP Publishing, Los investigadores fabricaron micro nadadores bacterianos biohíbridos mediante la combinación de un E. coli Subcepa MG1655 y nanoeritrosomas, pequeñas estructuras hechas de glóbulos rojos.

Los nanoeritrosomas son nanovesículas derivadas de los glóbulos rojos al vaciar las células, manteniendo las membranas y filtrándolas hasta el tamaño de nanoescala. Estos diminutos portadores de glóbulos rojos se adhieren a la membrana bacteriana mediante el poderoso enlace biológico no covalente entre la biotina y la estreptavidina. Este proceso conserva dos proteínas importantes de la membrana de los glóbulos rojos:TER119 necesaria para unir los nanoeritrosomas, y CD47 para prevenir la captación de macrófagos.

los E. coli MG 1655 sirve como un bioaccionador que realiza el trabajo mecánico de propulsión a través del cuerpo como un motor molecular mediante la rotación flagelar. Las capacidades de natación de las bacterias se evaluaron utilizando un algoritmo de seguimiento de objetos en 2-D personalizado y 20 videos tomados como datos sin procesar para documentar su desempeño.

Los micro nadadores biohíbridos con bacterias portadoras de nanoeritrosomas de glóbulos rojos funcionaron a velocidades un 40% más rápidas que otros micro nadadores biohíbridos basados ​​en micropartículas de E. coli, y el trabajo demostró una respuesta inmune reducida debido al tamaño a nanoescala de los nanoeritrosomas y los ajustes a la densidad de cobertura de los nanoeritrosomas en la membrana bacteriana.

Estos nadadores biohíbridos podrían administrar medicamentos más rápido, por su velocidad de nado, y encuentran menos respuesta inmune, debido a su composición. Los investigadores planean continuar su trabajo para ajustar aún más la depuración inmunológica de los microrobots e investigar cómo podrían penetrar las células y liberar su carga en el microambiente del tumor.

"Este trabajo es un trampolín importante en nuestro objetivo general de desarrollar y desplegar microrobots biohíbridos para la entrega de carga terapéutica, ", dijo el autor Metin Sitti." Si disminuye el tamaño de los glóbulos rojos a nanoescala y funcionaliza el cuerpo de la bacteria, usted podría obtener propiedades superiores adicionales que serán cruciales en la traducción de la microbotica médica a las clínicas ".