Una combinación perfecta de química e ingeniería ha producido robots microscópicos que funcionan como células inmunitarias especializadas, capaces de perseguir a los culpables patógenos con una foto policial específica.
El patógeno en cuestión es Staphylococcus aureus (S. aureus), que puede afectar la producción de leche de las vacas lecheras. Estas bacterias también producen toxinas que causar intoxicación alimentaria y enfermedades gastrointestinales en huma nos (que incluyen la trifecta habitual de diarrea, calambres abdominales y náuseas).
Eliminar las toxinas de los productos lácteos no es fácil de hacer. Las toxinas tienden a ser estables y no se pueden erradicar mediante prácticas higiénicas comunes en la producción de alimentos, como la pasteurización y la esterilización por calor. Sin embargo, un grupo internacional de investigadores dirigido por un equipo de la Universidad de Química y Tecnología de Praga puede haber ideado otra forma de deshacerse de estos molestos patógenos: con un pequeño ejército de microrobots magnéticos. Además, cada “MagRobot” está equipado con un anticuerpo que se dirige específicamente a una proteína en la bacteria S. aureus, como un mecanismo de bloqueo y llave.
En un pequeño estudio de prueba de concepto publicado en la revista Pequeñael equipo detalló cómo estos MagRobots podrían unir y aislar S. aureus de la leche sin afectar a otros microbios que pueden ocurrir naturalmente.
Los nanobots que persiguen bacterias han estado causando sensación últimamente en la medicina, limpieza de heridas y placa dental. Y si estos diminutos dispositivos pueden funcionar en pruebas reales y ampliadas, en lugar de solo en el laboratorio, prometen reducir el uso de antibióticos.
En el pasado, los robots microscópicos han sido propulsados por luz, productos químicos e incluso ultrasonido. Pero estos MagRobots son conducidos a través de un campo magnético especial. El equipo pensó que esta forma de control era la mejor opción, ya que los robots no producirían subproductos tóxicos y se puede acceder de forma remota para reconfigurarlos y reprogramarlos.
Para fabricar los MagRobots, las micropartículas paramagnéticas se cubren con un compuesto químico que les permite recubrirse con anticuerpos que coinciden con las proteínas de la pared celular de S. aureus. Esto permite que MagRobot encuentre, ate y recupere las bacterias. Se utiliza un campo magnético giratorio transversal con diferentes frecuencias para coordinar los bots. A frecuencias más altas, los MagRobots se movían más rápido. Los investigadores preestablecieron la trayectoria de los microrobots para que “caminaran” de un lado a otro a través de una solución de control y un recipiente con leche en tres filas y dos columnas. Se recuperan mediante un imán permanente.
Durante el experimento, los MagRobots que medían 2,8 micrómetros de ancho pudieron eliminar alrededor del 60 por ciento de las células de S. aureus en una hora. Cuando los MagRobots se colocaron en una leche que contenía S. aureus y otra bacteria, E. coli, pudo evitar la E. coli y perseguir únicamente a la S. aureus.
“Estos resultados indican que nuestro sistema puede eliminar con éxito los restos de S. aureus después de pasteurizar la leche”, escribieron los investigadores. “Además, este sistema de eliminación sin combustible basado en robots magnéticos es específico para la bacteria S. aureus y no afecta a la microbiota natural de la leche ni añade compuestos tóxicos resultantes de la catálisis del combustible”.
Además, proponen que este método se puede aplicar a una variedad de otros patógenos simplemente modificando las superficies de estos microrobots.