La enfermedad inflamatoria intestinal (EII), que afecta a millones de personas, está considerada un trastorno autoinmune caracterizado por una inflamación crónica del intestino que provoca dolor abdominal intenso, sangrado rectal, diarrea y pérdida de peso.

Las citocinas han sido identificadas como contribuyentes clave al desarrollo de la EII. Avanzar en combatirlas es todavía un desafío para la comunidad científica. En este terreno, ingenieros de la Universidad de California en San Diego (EEUU) han logrado diseñar una píldora que libera robots microscópicos, o microrobots, en el colon para tratar la EII y es capaz de mantener bajo control estos niveles de citocinas.

El equipo dirigido por Liangfang Zhang y Joseph Wang, ambos profesores del Departamento de Ingeniería Química y Nano de la Familia Aiiso Yufeng Li en la UC San Diego, diseñó microrobots compuestos de nanopartículas que combaten la inflamación unidas químicamente a células de algas verdes.

Las nanopartículas absorben y neutralizan las citocinas proinflamatorias en el intestino. Mientras tanto, las algas verdes utilizan sus habilidades naturales para nadar para distribuir eficientemente las nanopartículas por todo el colon, acelerando la eliminación de citocinas para ayudar a curar el tejido inflamado. "Lo característico de este enfoque es que no contiene medicamentos: simplemente aprovechamos la membrana celular natural para absorber y neutralizar las citoquinas proinflamatorias", explicó el prof. Zhang.

Las nanopartículas empleadas están hechas de materiales biocompatibles, "mientras la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. (FDA) reconoce que las células de algas verdes utilizadas en este estudio son seguras para el consumo", tal como señalan los investigadores.

La cápsula se administró por vía oral a ratones afectados por EII. El tratamiento redujo el sangrado fecal, mejoró la consistencia de las heces, revirtió la pérdida de peso inducida por la enfermedad intestinal y redujo la inflamación en el colon, todo ello sin efectos secundarios aparentes.

Diseño biomimético

De acuerdo con lo expuesto en ´Science Robotics´, lo que hace que estas nanopartículas sean tan efectivas es su diseño biomimético. Están hechas de nanopartículas de polímero biodegradable recubiertas con membranas celulares de macrófagos. Esto les permite actuar como señuelos para los macrófagos. Estos señuelos se unen de forma natural a las citocinas proinflamatorias sin que se produzcan más, rompiendo así el ciclo inflamatorio.

Por otra parte, los microrobots están empaquetados dentro de una cápsula líquida con un recubrimiento sensible al pH. Este recubrimiento permanece intacto en el entorno ácido del estómago, pero se disuelve al alcanzar el pH neutro del colon. Esto garantiza que los microrobots se liberen selectivamente donde más se necesitan. "Podemos dirigir los microrobots a la zona afectada sin afectar a otros órganos", indicó el prof. Wang. "De esta manera, podemos minimizar la toxicidad. La cápsula mantiene las algas funcionalizadas en la fase líquida hasta su liberación", agregó.

En definitiva, concluyeron, "nuestro sistema biohíbrido de algas-MΦNP-robot ofrece una solución prometedora y eficiente para la EII, abordando la inflamación relacionada con las citocinas de manera eficaz".