p Nanobots são máquinas cujos componentes estão na escala nanométrica (um milionésimo de milímetro), e podem ser projetados de tal forma que tenham a capacidade de se moverem de forma autônoma em fluidos. Embora ainda estejam em fase de pesquisa e desenvolvimento, avanços significativos estão sendo feitos em direção ao uso de nanorrobôs na biomedicina. Suas aplicações são variadas, desde a identificação de células tumorais até a liberação de medicamentos em locais específicos do corpo. Os nanorrobôs movidos a enzimas catalíticas estão entre os sistemas mais promissores porque são totalmente biocompatíveis e podem fazer uso de "combustíveis" já disponíveis no corpo para sua propulsão. Contudo, compreender o comportamento coletivo desses nanorrobôs é essencial para avançar em direção ao seu uso na prática clínica. p Agora, em um novo estudo publicado na revista Ciência Robótica , pesquisadores liderados pelo professor de pesquisa do ICREA Samuel Sánchez e sua equipe "Smart Nano-Bio-Devices" do Instituto de Bioengenharia da Catalunha (IBEC), juntamente com o grupo Radiochemistry &Nuclear Imaging Lab do CIC biomaGUNE liderado por Jordi Llop e a Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), conseguiram observar in vivo o comportamento coletivo de um grande número de nanorrobôs autônomos dentro da bexiga de camundongos vivos usando a marcação com isótopos radioativos.

p "O fato de ter sido capaz de ver como os nanorrobôs se movem juntos, como um enxame, e de segui-los dentro de um organismo vivo, é importante, uma vez que milhões deles são necessários para tratar patologias específicas, como, por exemplo, tumores cancerosos, "diz Samuel Sánchez, investigador principal do IBEC.

p "Demonstramos pela primeira vez que os nanorrobôs podem ser monitorados in vivo por meio de tomografia por emissão de pósitrons (PET), altamente sensível, técnica não invasiva usada no ambiente biomédico, "diz Jordi Llop, investigador principal do Laboratório de Radiochemistry &Nuclear Imaging do CIC biomaGUNE.

p Para fazer isso, os pesquisadores primeiro realizaram experimentos in vitro, monitorar os nanorrobôs por meio de microscopia óptica e tomografia por emissão de pósitrons (PET). Ambas as técnicas permitiram observar como as nanopartículas se misturavam com os fluidos e eram capazes de migrar, coletivamente, seguindo caminhos complexos. Os nanorrobôs foram administrados por via intravenosa a camundongos e, finalmente, introduzido na bexiga desses animais. Uma vez que os nanorrobôs são revestidos com uma enzima chamada urease, que usa a uréia da urina como combustível, eles nadam coletivamente induzindo fluxos de fluido dentro da bexiga.

p Movimentos coletivos semelhantes a bandos de pássaros ou cardumes de peixes

p A equipe de cientistas descobriu que a distribuição dos nanodispositivos na bexiga dos camundongos era homogênea, o que indica que o movimento coletivo foi coordenado e eficiente. “Os nanorrobôs apresentam movimentos coletivos semelhantes aos encontrados na natureza, como pássaros voando em bandos, ou os padrões ordenados que os cardumes de peixes seguem, "explica Samuel Sánchez, Professor Pesquisador do ICREA no IBEC. “Vimos que os nanorrobôs que têm urease na superfície se movem muito mais rápido do que aqueles que não têm. Portanto, uma prova de conceito da teoria inicial de que os nanorrobôs serão capazes de alcançar melhor um tumor e penetrá-lo, "diz Jordi Llop, investigador principal do CIC biomaGUNE.

p Este estudo demonstra a alta eficiência de milhões de dispositivos nanoscópicos para se mover de forma coordenada em ambientes in vitro e in vivo, um fato que constitui um avanço fundamental na corrida dos nanorrobôs para se tornarem protagonistas em terapias e tratamentos de alta precisão. As aplicações futuras desses dispositivos em escala nanométrica na medicina são promissoras. Também foi demonstrado "que o movimento desses dispositivos pode ser monitorado usando técnicas de imagem que podem ser aplicadas ao ambiente in vivo, em outras palavras, eles podem ser aplicados em animais de teste e oferecem o potencial de transferência para humanos, "diz Cristina Simó, um dos primeiros autores do estudo e pesquisador do grupo CIC biomaGUNE.

p "Esta é a primeira vez que podemos visualizar diretamente a difusão ativa de nanorrobôs biocompatíveis dentro de fluidos biológicos in vivo. A possibilidade de monitorar sua atividade dentro do corpo e o fato de apresentarem uma distribuição mais homogênea pode revolucionar a forma como entendemos entrega de drogas baseadas em nanopartículas e abordagens diagnósticas, "diz Tania Patiño, co-autor correspondente do artigo.

p Enxames de nanobôs podem ser especialmente úteis em meios viscosos, onde a difusão da droga é frequentemente limitada por uma vascularização deficiente, como no trato gastrointestinal, o olho, ou as articulações. "Na verdade, como diferentes enzimas podem ser incorporadas aos motores minúsculos, os nanorrobôs podem ser adaptados de acordo com a parte dentro do organismo, adaptar o dispositivo ao combustível acessível no ambiente onde eles devem se mover, "conclui o professor Sánchez.