I microrobot sono minuscoli dispositivi progettati per compiere azioni all’interno del corpo umano, come rilevare biomarcatori, manipolare oggetti come coaguli di sangue o consegnare farmaci direttamente ai tumori. Tuttavia, renderli efficaci, biocompatibili e accessibili a livello produttivo rappresenta una sfida significativa. Il gruppo di Caltech e USC ha affrontato questa sfida sviluppando una nuova generazione di microrobot, i cosiddetti bubble bots, capaci di muoversi autonomamente all’interno del corpo e rilasciare farmaci antitumorali direttamente nelle cellule malate.
La rivoluzione delle bubble bots
Le nuove bubble bots si basano su microbolle rivestite da proteine, create in modo semplice mediante un’azione di ultrasuoni su una soluzione di albumina bovina (BSA). Queste microbolle possono legare farmaci antitumorali come la doxorubicina e muoversi all’interno del corpo grazie all’enzima ureasi, che catalizza la reazione con l’urea presente naturalmente nell’organismo, generando un “push” chimico che spinge le bolle in avanti.
Guidato da Wei Gao, professore di ingegneria medica al Caltech e ricercatore dell’Heritage Medical Research Institute, il team ha sviluppato due versioni dei bubble bots con modalità di controllo differenti. Nella prima versione, nanoparticelle magnetiche legate alla superficie permettono di guidare i robot verso il bersaglio tramite campi magnetici esterni e imaging a ultrasuoni, offrendo un controllo preciso durante il percorso.
La seconda versione introduce un livello di autonomia superiore. Legando l’enzima catalasi alla superficie delle bolle, i microrobot sono in grado di riconoscere i tumori grazie alla chimica del corpo. Tumori e tessuti infiammati producono infatti alte concentrazioni di perossido di idrogeno; la catalasi catalizza la reazione con questo composto, producendo ossigeno e acqua e inducendo un movimento diretto verso le zone di maggiore concentrazione. In questo modo, i bubble bots diventano “intelligenti”, capaci di trovare autonomamente il tumore senza bisogno di imaging o controllo esterno.
Una volta raggiunto l’obiettivo, i ricercatori possono far esplodere le microbolle con ultrasuoni focalizzati, rilasciando istantaneamente il farmaco. Questo metodo aumenta la penetrazione del principio attivo nel tessuto tumorale rispetto ai robot in idrogel precedentemente utilizzati, che si degradano più lentamente.
Efficienza terapeutica comprovata
Nei test condotti sui topi con tumori alla vescica, l’iniezione dei bubble bots ha portato a una riduzione del peso del tumore di circa il 60% in 21 giorni, rispetto ai soggetti trattati solo con il farmaco.
“Questa soluzione robotica a bolle è semplice, ma integra tutto ciò che serve per la terapia: biocompatibilità, movimento controllabile, guida per immagini e un trigger on-demand che aiuta il farmaco a penetrare più in profondità nel tumore. Il nostro obiettivo è sempre stato quello di avvicinare i microrobot all’uso clinico reale, e questo progetto robotico rappresenta un grande passo in questa direzione“, afferma l’autore principale dell’articolo, Songsong Tang.
Il risultato rappresenta dunque un passo significativo verso l’applicazione clinica dei microrobot, offrendo una soluzione semplice ma avanzata per trattamenti antitumorali più mirati e potenzialmente meno invasivi.
