Los investigadores de Queen's University están utilizando campos magnéticos para influir en un tipo específico de bacteria para que nade contra corrientes fuertes, abriendo el potencial de utilizar organismos microscópicos para la administración de fármacos en entornos con microflujos complejos, como el torrente sanguíneo humano.

Dirigido por Carlos Escobedo (Ingeniería Química) y el candidato a doctorado Saeed Rismani Yazdi (Ingeniería Química), la investigación se centró en estudiar y manipular la movilidad de las bacterias magnetotácticas (MTB), organismos diminutos que contienen nanocristales sensibles a los campos magnéticos. Sus hallazgos fueron publicados recientemente en una revista de nano y microciencia. Pequeña .

"MTB tiene pequeños orgánulos (nanoscópicos) llamados magnetosomas, que actúan como una aguja de brújula que les ayuda a navegar a lugares ricos en nutrientes en entornos acuáticos, sus hábitats naturales, mediante el uso del campo magnético de la Tierra, "dice el Dr. Escobedo." En la naturaleza, El MTB juega un papel clave en los ciclos de la Tierra al influir en la biogeoquímica marina a través del transporte de minerales y materias orgánicas como nutrientes ".

Después de estudiar cómo responde el MTB a campos magnéticos y corrientes similares a los que se encuentran en sus hábitats naturales, El equipo introdujo corrientes y campos magnéticos más fuertes para ver si las bacterias aún podían navegar con éxito.

"Cuando aumentamos la tasa de flujo y la fuerza del campo magnético, nos asombró la capacidad de la MTB para nadar con fuerza y ​​de forma concertada contra la corriente, ", dice el Sr. Rismani Yazdi." Incluso pudieron nadar a través de una corriente fuerte con facilidad cuando movimos el imán perpendicular al flujo ".

El éxito del equipo en dirigir MTB a través de un entorno complejo y de rápido movimiento podría ser un paso significativo hacia el uso de bacterias para transportar productos farmacéuticos a través del torrente sanguíneo humano para tratar tumores directamente.

"Próximo, planeamos unir medicamentos terapéuticos a los cuerpos bacterianos para su transporte, "dice el Dr. Escobedo.

Para hacerlo el equipo está colaborando con el grupo dirigido por Peter Davies (Biochemisty), Cátedra de Investigación de Canadá en Ingeniería de Proteínas, que están descubriendo cómo adherir los medicamentos terapéuticos contra el cáncer existentes a las bacterias, así como cómo hacer que liberen las drogas una vez que lleguen al destino elegido.

El equipo también se ha asociado con el Dr. Madhuri Koti del Queen's Cancer Research Institute y planea refinar su capacidad para dirigir la MTB hacia los tumores con un alto grado de precisión. Juntos, el equipo utilizará campos magnéticos para guiar a las bacterias desde un extremo de un microcanal en un pequeño portaobjetos de microscopio hasta muestras de tejido canceroso biopsiado en el otro extremo.

El Dr. Escobedo espera que su enfoque multidisciplinario de esta investigación ayude a desbloquear el potencial de MTB para ser un factor biológico, eficaz, y formidable método de administración de fármacos.

"Hemos demostrado que las propiedades naturales de las bacterias pueden explotarse para guiarlas en condiciones de flujo fuertes y complejas, mucho más desafiante que los que se encuentran en la naturaleza, que abre oportunidades no solo en el campo de la entrega de medicamentos, pero también en otras aplicaciones biomédicas, "concluyó el Sr. Rismani Yazdi.