Nanorrobots que se ensamblan solos atacan a las células cancerosas y reducen su viabilidad un 85 %
Unos diminutos nanorrobots modulares capaces de ensamblarse por sí solos, desplazarse mediante campos magnéticos y adherirse a tumores han logrado reducir la viabilidad de células cancerosas de forma drástica en el laboratorio. El avance acerca la posibilidad de desarrollar tratamientos de precisión que actúen exactamente donde se necesitan y minimicen los efectos secundarios.
Por Enrique Coperías, periodista científico
Recreación artística de una célula cancerosa rodeada por nanorrobots modulares capaces de reconocer, adherirse y liberar compuestos terapéuticos de forma localizada. En experimentos de laboratorio, estos diminutos dispositivos autoensamblables redujeron la viabilidad de células tumorales hasta un 85 %, abriendo nuevas posibilidades para la medicina de precisión. Cortesía: IA-DALL-E-RexMolón Producciones
Imagina un ejército de robots tan diminutos que miles de ellos cabrían en el grosor de un cabello humano. Ahora imagina que esos robots son capaces de construirse a sí mismos, desplazarse bajo control magnético, localizar células cancerosas, adherirse a ellas y liberar moléculas terapéuticas que reducen su supervivencia.
Aunque todavía estamos lejos de ver estas máquinas recorriendo el cuerpo humano de forma rutinaria, un nuevo trabajo publicado en Advanced Functional Materials acerca un poco más esa posibilidad a la práctica clínica.
Un equipo internacional liderado por investigadores de la Universidad de Basilea, el Instituto Max Planck para la Investigación Médica y la Universidad de Heidelberg, en Alemania, ha desarrollado una nueva generación de nanorrobots modulares que combinan varias capacidades en una única plataforma: navegación magnética, seguimiento mediante fluorescencia, actividad enzimática y capacidad para interactuar con células tumorales.
El avance supone un paso importante en uno de los grandes desafíos de la nanorrobótica: integrar múltiples funciones en estructuras extraordinariamente pequeñas sin que interfieran entre sí.
El problema de los nanorrobots actuales
Durante los últimos años, los científicos han logrado construir micro y nanorrobots capaces de desplazarse, transportar fármacos o realizar tareas químicas específicas. Sin embargo, la mayoría de estos dispositivos siguen siendo relativamente simples. Muchos están diseñados para una sola función: moverse, detectar una molécula o liberar un medicamento.
El principal obstáculo es que, cuanto más pequeño es un sistema, más difícil resulta incorporar distintos componentes sin que compitan por el espacio o se bloqueen mutuamente. En otras palabras, dotar a un nanorrobot de ojos, músculos, herramientas químicas y sistemas de navegación al mismo tiempo es mucho más complicado que hacerlo en un robot convencional.
Para superar esta limitación, los investigadores recurrieron a una estrategia inspirada en la ingeniería modular. En lugar de construir un único bloque multifuncional, diseñaron piezas independientes que se ensamblan entre sí como si fueran componentes de un juego de construcción microscópico.
🗣️ «Los nanorrobots desarrollados hasta ahora suelen estar diseñados para realizar una única tarea específica. Nuestro sistema modular , en cambio, puede adaptarse fácilmente a distintas aplicaciones», explica Cornelia Palivan, profesora de la Universidad de Basilea y directora del estudio.
Según la investigadora, esta versatilidad abre la puerta a usos que van mucho más allá de la medicina e incluyen aplicaciones industriales y medioambientales.
Ilustración artística del nanorrobot modular desarrollado por investigadores de la Universidad de Basilea. Con un tamaño unas 150 veces menor que el diámetro de un cabello humano, este diminuto dispositivo combina navegación magnética, transporte de moléculas terapéuticas y capacidad para adherirse a células cancerosas. Crédito: Marina Bräm.
Cómo funciona el nanorrobot: un diseño inspirado en piezas modulares
El nuevo sistema está formado por dos elementos principales:
1️⃣ El primero actúa como módulo de propulsión magnética. Está basado en partículas llamadas Janus, bautizadas así en honor al dios romano de las dos caras. Estas nanopartículas poseen dos hemisferios con propiedades diferentes. Uno de ellos incorpora nanopartículas magnéticas de óxido de hierro, mientras que el otro funciona con cadenas de ADN sintético.
2️⃣ El segundo elemento es un módulo de extensión formado por diminutas vesículas conocidas como polímerosomas. Estas estructuras, parecidas a burbujas microscópicas, pueden transportar distintos tipos de carga, desde moléculas fluorescentes hasta enzimas terapéuticas.
La clave del sistema reside en que ambos módulos se unen mediante secuencias complementarias de ADN. Igual que dos piezas de un puzle encajan porque sus formas coinciden, las cadenas de ADN diseñadas por los investigadores reconocen específicamente con sus parejas complementarias y permiten que los componentes se autoensamblen de forma programada.
El resultado es un nanorrobot con una arquitectura bien definida: una cabeza magnética responsable del movimiento y una plataforma funcional capaz de transportar distintas herramientas bioquímicas.
Navegación magnética y control remoto
Una vez ensamblados, los investigadores comprobaron si podían controlar el movimiento de estos nanorrobots mediante campos magnéticos externos.
Los experimentos mostraron que las partículas respondían de forma eficiente a gradientes magnéticos generados en el laboratorio. Utilizando sistemas de seguimiento óptico en tiempo real, el equipo observó cómo los nanorrobots se desplazaban de manera dirigida bajo la influencia del campo magnético.
Curiosamente, los robots completos se movían incluso más rápido que algunas de las partículas magnéticas aisladas. Los autores atribuyen este comportamiento a la formación temporal de pequeños grupos o agregados que contienen una mayor cantidad de material magnético y, por tanto, responden con más intensidad a las fuerzas externas.
Esta capacidad de navegación es especialmente importante porque uno de los grandes objetivos de la nanomedicina consiste en dirigir tratamientos hacia regiones concretas del organismo, reduciendo así los efectos secundarios sobre tejidos sanos.
Imagen obtenida mediante microscopía electrónica de transmisión (TEM) de uno de los nanorrobots modulares desarrollados en el estudio. Cortesía: Voichita Mihali
El ataque contra las células cancerosas
Una vez demostrada la capacidad de movimiento, el siguiente paso consistió en dotar a los nanorrobots de una función terapéutica.
Para ello, los investigadores cargaron los polímerosomas con L-asparaginasa, una enzima utilizada desde hace décadas en el tratamiento de determinados tipos de cáncer, especialmente algunas leucemias. Esta molécula actúa eliminando la asparagina, un aminoácido del que ciertas células tumorales dependen para sobrevivir.
Sin embargo, la L-asparaginasa presenta limitaciones importantes cuando se administra de forma convencional. Puede desencadenar respuestas inmunitarias y pierde actividad con relativa rapidez en el organismo.
Encapsular la enzima dentro de los polímerosomas ofrece una protección adicional frente a las agresiones del entorno biológico, ayudando a preservar su actividad durante más tiempo.
Los científicos construyeron así una versión teranóstica del nanorrobot, un término que combina terapia y diagnóstico. Además de transportar la enzima anticancerosa, el sistema incluía marcadores fluorescentes que permitían visualizarlo mediante microscopía.
Con capacidad de reconocimiento y fijación
Los experimentos realizados con células HeLa —una de las líneas celulares tumorales más utilizadas en investigación biomédica— revelaron otro aspecto interesante.
Los nanorrobots no solo podían acercarse a las células, sino también adherirse a su superficie. Esta interacción se produce gracias a cadenas de ADN que permanecen expuestas en la parte externa de los polímerosomas y que actúan como brazos de anclaje.
Las imágenes obtenidas mostraron una clara acumulación de los nanorrobots sobre las membranas celulares. Cuando los investigadores bloquearon los receptores responsables de esa interacción, la adhesión desapareció prácticamente por completo, confirmando que el acoplamiento era específico.
Esta capacidad de reconocimiento y fijación es esencial para cualquier futura aplicación médica, ya que permite concentrar la actividad terapéutica en las proximidades de las células diana.
Esquema del nanorrobot modular desarrollado por los investigadores. El dispositivo combina un módulo de propulsión magnética basado en nanopartículas Janus y un módulo funcional formado por polímerosomas cargados con enzimas. Cortesía: Advanced Functional Materials
Un impacto real sobre la viabilidad tumoral
La cuestión fundamental era si esos nanorrobots podían producir un efecto biológico significativo. La respuesta fue afirmativa.
Cuando las células HeLa fueron expuestas a los nanorrobots cargados con L-asparaginasa, su viabilidad celular disminuyó de forma notable. El efecto aumentó con el tiempo: tras 72 horas de tratamiento, la supervivencia celular cayó hasta alrededor del 16 %, una reducción muy superior a la observada con otros componentes individuales del sistema.
Los investigadores creen que esta mayor eficacia se debe a varios factores combinados:
✅ Por un lado, la enzima permanece protegida dentro de los polímerosomas.
✅ Por otro, los nanorrobots son capaces de concentrar la actividad terapéutica justo en la superficie celular gracias a su capacidad de anclaje.
🗣️ «El fármaco puede ejercer un efecto local mucho más concentrado si utilizamos nuestro nanorrobot para dirigirlo específicamente hacia las células cancerosas», señala Voichita Mihali, química y primera autora del estudio.
Esta capacidad de transportar el tratamiento exactamente hasta el lugar donde se necesita constituye una de las principales ventajas potenciales de la plataforma desarrollada por el equipo. Aunque los ensayos se realizaron únicamente en cultivos celulares, los resultados sugieren que este enfoque podría servir en el futuro para desarrollar tratamientos más precisos y selectivos contra determinados tumores.
Nanorrobots reutilizables
El estudio no se limitó a aplicaciones biomédicas.
Los autores también diseñaron una segunda versión equipada con otra enzima distinta: la fosfatasa alcalina. En este caso, el objetivo era demostrar que los nanorrobots podían actuar como pequeñas fábricas químicas móviles.
Los experimentos mostraron que era posible concentrarlos en regiones concretas mediante campos magnéticos, activar allí reacciones enzimáticas y recuperar luego los dispositivos con la ayuda de imanes. Una vez recogidos, los nanorrobots podían redispersarse y reutilizarse en nuevos ciclos catalíticos manteniendo gran parte de su funcionalidad.
Más aún, los investigadores lograron separar los distintos módulos, recargar las cápsulas funcionales y volver a ensamblarlas con los módulos magnéticos. Esta capacidad de reutilización y reconfiguración resulta especialmente atractiva para aplicaciones industriales, donde la eficiencia y el coste de los procesos son factores clave.
Esta reutilización representa una ventaja significativa frente a muchos sistemas nanométricos actuales, que suelen perderse o degradarse después de una única aplicación.
MANIPULACIÓN MAGNÉTICA DE LOS NANORROBOTS
Secuencia de microscopía que muestra la manipulación magnética de los nanorrobots en un cultivo celular 72 horas después de su aplicación. Los puntos fluorescentes verdes corresponden a los dispositivos nanométricos, cuyo movimiento puede dirigirse mediante campos magnéticos externos, una capacidad clave para transportar tratamientos de forma precisa hacia células tumorales. Crédito: Advanced Functional Materials
Hacia una medicina programable
Los investigadores subrayan que todavía queda un largo camino antes de trasladar esta tecnología a la práctica clínica. Será necesario demostrar su seguridad, eficacia y comportamiento en organismos vivos mucho más complejos que un cultivo celular.
Aun así, el trabajo ofrece una visión fascinante de cómo podría evolucionar la medicina del futuro.
En lugar de administrar fármacos que circulan por todo el cuerpo, podríamos emplear enjambres de nanorrobots programables capaces de desplazarse hacia un tumor, adherirse a sus células, liberar agentes terapéuticos y ser recuperados posteriormente mediante campos magnéticos.
Más allá del cáncer: aplicaciones industriales y medioambientales
El sistema no ha sido diseñado únicamente para aplicaciones médicas; la plataforma desarrollada es extraordinariamente flexible. Basta con sustituir la carga de los polímerosomas para transformar la función del robot: diagnóstico, liberación controlada de medicamentos, biosensores, reparación tisular o producción localizada de compuestos químicos.
En esencia, el estudio demuestra que los nanorrobots ya no tienen por qué ser máquinas de una sola tarea. Gracias a la combinación de nanotecnología, biología molecular e ingeniería de materiales, empiezan a parecerse cada vez más a sistemas programables capaces de ejecutar múltiples funciones coordinadas.
Sin lugar a dudas, estamos ante un pequeño anticipo de una revolución tecnológica que, aunque todavía microscópica, podría tener consecuencias gigantescas para la medicina, la industria y la tecnología ambiental del siglo XXI.▪️(22-junio-2026)
PREGUNTAS & RESPUESTAS: Nanorrobots y Cáncer
🤖 ¿Qué es un nanorrobot?
Un nanorrobot es un dispositivo microscópico diseñado para realizar tareas específicas a escala nanométrica, como transportar medicamentos, detectar moléculas o interactuar con células.
🤖 ¿Cómo se mueven estos nanorrobots?
Utilizan nanopartículas magnéticas de óxido de hierro que responden a campos magnéticos externos, permitiendo controlar su movimiento de forma remota.
🤖 ¿Qué tipo de cáncer se utilizó en el estudio?
Los experimentos se realizaron con células HeLa, una línea celular derivada de cáncer de cuello uterino ampliamente utilizada en investigación biomédica.
🤖 ¿Reducen realmente las células cancerosas?
Sí. En las pruebas de laboratorio, los nanorrobots cargados con L-asparaginasa redujeron la viabilidad de las células HeLa hasta aproximadamente el 16 % después de 72 horas.
🤖 ¿Cuándo podrían utilizarse en pacientes?
Todavía faltan años de investigación. Será necesario demostrar su seguridad y eficacia en animales y posteriormente en ensayos clínicos antes de considerar su uso médico.
LO MÁS IMPORTANTE DEL ESTUDIO, EN 30 SEGUNDOS
Investigadores de la Universidad de Basilea han desarrollado nanorrobots modulares capaces de autoensamblarse mediante ADN.
Los dispositivos combinan navegación magnética, actividad terapéutica, seguimiento fluorescente y capacidad de reconocimiento celular.
En pruebas de laboratorio, los nanorrobots redujeron la viabilidad de células cancerosas HeLa hasta el 16 % en 72 horas.
El sistema puede recuperarse mediante imanes, reutilizarse y adaptarse a distintas aplicaciones biomédicas e industriales.
El avance supone un paso importante hacia una futura medicina de precisión basada en nanorobótica.
Información facilitada por la Universidad de Basilea
Fuente: V. Mihali, X. Huang, L. Motyckova, et al. Multiplex Modular Nanorobotic Systems with Catalytic Activity under Magnetic Navigation. Advanced Functional Materials (2026). DOI: https://doi.org/10.1002/adfm.202600079
