Estes nanobots podem nadar em torno de uma ferida e matar bactérias

Em seguida, eles provaram que os bots sabiam nadar. Em tubos de ensaio contendo uréia, os microbots atingiram velocidades de até 4 micrômetros por segundo – “um ou dois comprimentos de corpo por segundo”, diz Sánchez. (Os humanos também nadam em torno de um comprimento de corpo por segundo.)

Então chegou a hora de mostrar que os bots também podiam matar. Mas a equipe agonizou sobre como provar que eles poderiam realmente tratar a infecção de um animal melhor do que apenas usando gotas passivas de antibióticos. “Isso levou algum pace”, diz de los angeles Fuente.

No ultimate, eles criaram uma configuração para testar dois critérios importantes: que micro ou nanobots antimicrobianos podem tratar camundongos infectados e que seu movimento ativo desempenha um papel central nisso. A equipe usou uma agulha para coçar cuidadosamente as costas de ratos de laboratório e introduziu uma superbactéria chamada Acinetobacter baumannii infectar o comprimento de cada ferida. O processo formou abscessos densos e difíceis de tratar. Em alguns camundongos, eles pingaram uma dose de um dos dois antibióticos em uma única extremidade do abscesso. Essas doses não tinham nanobots, então, para eliminar a infecção, a droga teria que se difundir por conta própria de uma extremidade da ferida à outra.

Em seguida, um conjunto separado de camundongos recebeu milhares de bots antimicrobianos administrados em uma pequena gota. Alguns ratos têm bots carregados com LL-37, alguns têm bots com K7-Pol. A equipe cobriu cada ferida com um pouco de ureia não tóxica, esperando que os bots engolissem o combustível e cobrissem mais terreno.

Foi exatamente isso que aconteceu. As feridas que receberam antibióticos sem bots só melhoraram localmente. O número de bactérias caiu de 100 a 1.000 vezes – mas apenas na extremidade da ferida onde a dose foi administrada. O resto do ferimento estava como estaria se não tivesse recebido tratamento.

Mas os nanobots carregando qualquer peptídeo antimicrobiano trataram o inteira ferida e reduziu o número de bactérias dentro da ferida de 100 a 1.000 vezes ao longo de sua extensão, a níveis que um sistema imunológico poderia suportar.

E para fechar tudo, quando os cientistas retiveram o combustível de uréia, eles descobriram que os bots antibióticos não curaram toda a infecção. Sem esse combustível, eles só trabalhavam localmente, assim como as drogas sem bots. O combustível generation essencial – ou seja, o motor movimento foi essencial, concluiu a equipe.

O resultado é um dos exemplos mais conclusivos do uso prático dos nanomotores, segundo van Hest. “É sempre muito difícil estabelecer se isso é realmente um efeito da motilidade da partícula”, diz ele. “Neste caso, a prova é direta e clara.”

Douglas Dahl, chefe de oncologia urológica do Mass Normal Brigham, chama os nanorrobôs de “tecnologia fenomenal”. Como van Hest, Dahl vê muito potencial para os nanobots manterem os implantes de joelho, quadril e até penianos seguros.

Outra aplicação seria no tratamento de cálculos renais, que muitas vezes abrigam biofilmes bacterianos ao longo de fendas de difícil acesso. “Quando você vai operá-los, as bactérias podem tomar banho dentro do paciente e deixá-lo muito doente”, diz ele. Da mesma forma, os carcinomas uroteliais que afetam o revestimento da bexiga, ureter e rim também crescem em espaços apertados que complicam o tratamento. Ele acha que drogas autopropulsadas podem ajudar os médicos a atacar esses tumores e germes indescritíveis. Além disso, entre o trato urinário, a bexiga e os rins, você tem “bastante combustível”, observa Dahl – ureia suficiente para alimentar um nano exército.

Em 1966, o filme de ficção científica Viagem fantástica imaginei um submarino encolhido em uma missão pela corrente sanguínea. Embora os nanorrobôs de Sánchez não possam trabalhar em sangue que flui muito mais rápido do que eles podem se mover, ele ainda imagina viagens fantásticas através dos fluidos mais lentos do corpo, como muco e pele. fluido intersticial. E os nanorrobôs ainda têm um jeito de fazer as pessoas sonharem com ideias na fronteira da realidade. “Como cientistas, todos nós somos inspirados pela ficção científica”, diz de los angeles Fuente. “E acho que nosso trabalho às vezes é tentar aproximar esses dois mundos. O que parece ficção científica hoje, espero que, em alguns anos, se torne realidade.”