Esta nueva empresa está construyendo diminutos robots inyectables para atacar tumores

Crédito: CC0 Public Domain

Los médicos toman una nave microscópica cargada con sustancias químicas que matan el cáncer, la inyectan en el cuerpo humano y la conducen a un tumor maligno para entregar su carga útil antes de hacer una salida rápida.

Durante la mayor parte de los 55 años desde que «Fantastic Voyage» redujo a Raquel Welch y compañía al tamaño de una célula para sacar un coágulo de sangre del cerebro de un científico, ese escenario ha sido pura ciencia ficción.

Pero Bionaut Labs, una nueva empresa de microrobots médicos de control remoto, tiene la intención de ser la primera compañía en convertirlo en una realidad clínica.

Con el respaldo de $20 millones en fondos de capital de riesgo y la construcción de avances recientes en robótica y fabricación de precisión, la empresa de Culver City, California, está desarrollando un dispositivo del tamaño de una miga de pan que los médicos pueden insertar en la columna o el cráneo y dirigir magnéticamente a un objetivo para administrar una dosis precisa de medicamentos. El plan es pasar a los ensayos clínicos para 2023.

Michael Shpigelmacher, director ejecutivo de Bionaut, dijo que él y su cofundador, Aviad Maizels, crearon la empresa en 2016 para abordar un problema fundamental de la medicina moderna. : llevar un fármaco al lugar correcto en la dosis correcta.

La mayoría de la administración de fármacos en la actualidad se basa en la difusión a través del torrente sanguíneo, lo que requiere dosis altas para garantizar que una cantidad suficiente de los ingredientes activos llegue al objetivo y a menudo significa que el resto del cuerpo es golpeado al mismo tiempo. «Es de naturaleza muy estadística y no precisa», dijo Shpigelmacher. «Queríamos encontrar una manera de llegar allí», al área problemática, «en lugar de inundar el cuerpo con terapias».

Shpigelmacher y Maizels trabajaron juntos a mediados de la década de 2000 en PrimeSense, un Empresa emergente de detección 3-D que construyó Xbox Kinect antes de ser adquirida por Apple en 2013, y se mantuvo en contacto a medida que crecía su interés mutuo en el campo emergente de los microrobots médicos. Se concentraron en la investigación que surgía del Instituto Max Planck para Sistemas Inteligentes en Stuttgart, Alemania, y se acercaron al líder del laboratorio, un científico llamado Peer Fischer, para colaborar en algo que pudieran llevar al mercado.

Fischer se convirtió en asesor científico senior de Bionaut, y la compañía comenzó a financiar su investigación, antes de recaudar múltiples rondas de capital de riesgo de Upfront Ventures, Khosla Ventures y Revolution, entre otros, para contratar un pequeño equipo y comenzar a probar la tecnología en animales vivos en Culver City. oficina. Después de cuatro años, dijo Shpigelmacher, la compañía está lista para refinar su técnica y prepararse para los ensayos en humanos.

Bionaut está apuntando a los gliomas de tronco encefálico, un tipo de cáncer que afecta en gran medida a niños y adultos jóvenes, como primer paso. paso para probar su tecnología. Los tumores cerebrales son particularmente difíciles de tratar con la tecnología actual: la radiación y la cirugía pueden causar demasiado daño al tejido delicado, y la barrera hematoencefálica impide que la mayoría de los medicamentos de quimioterapia lleguen al tumor. Ser capaz de administrar medicamentos directamente en el tumor sería un avance significativo.

Así es como funciona: un médico inserta un puñado de dispositivos Bionaut en la columna vertebral a través de un catéter. Cada dispositivo es lo suficientemente grande como para ser claramente visible en una radiografía en vivo; la tecnología de fabricación existe para hacer que los dispositivos sean aún más pequeños, pero Bionaut optó por mantenerlos cerca de la escala milimétrica para que fueran menos difíciles de rastrear y maniobrar a través del cuerpo.

Un conjunto de imanes colocados alrededor la cabeza y el cuello genera un campo magnético externo que el médico puede controlar para empujar los dispositivos hacia arriba por la columna vertebral y hacia el área afectada del tronco encefálico. Una vez que están en la posición correcta, otra señal magnética activa un pequeño émbolo en la bahía de carga de cada dispositivo, expulsando la droga. Luego, el médico puede llevar los dispositivos de vuelta al lugar donde entraron en la columna vertebral y retirarlos.

La investigación sobre la ciencia subyacente a la tecnología de Bionaut comenzó hace décadas, pero se aceleró en los últimos años.

» Hay artículos de los años 80 donde una persona toma un tornillo grande, literalmente estoy hablando de un tornillo grande que pondrías en tu pared y lo controla magnéticamente para que se mueva a través de un trozo de carne”, dijo Shpigelmacher. «Eso no era seguro, pero el concepto estaba ahí».

Ahora, el campo de la fabricación de precisión ha avanzado hasta el punto de que los pequeños dispositivos médicos se pueden producir en masa a través de una red de proveedores, de manera similar a otros productos electrónicos de consumo. «Es clave que no estemos reinventando la rueda aquí», señaló Shpigelmacher.

Jinxing Li, profesor asistente de ingeniería biomédica en la Universidad Estatal de Michigan que trabaja en microrobótica médica, llamó al equipo de Fischer en Max Planck » uno de los pioneros en la tecnología.» Li dijo que espera que Bionaut tenga una serie de nuevos competidores en los próximos años, ya que los microrobots se incorporan en un número cada vez mayor de procedimientos médicos.

Marc Miskin, profesor asistente de ingeniería eléctrica en la Universidad de Pensilvania. que trabaja en nanorobots, dijo que el sistema nervioso es particularmente adecuado para las intervenciones microrobóticas. «Les daría mucho crédito por encontrar un espacio donde puedan tener un impacto y justificar cómo serán competitivos con los enfoques farmacéuticos tradicionales», dijo.

Algunas técnicas mínimamente invasivas para el cerebro La cirugía ya se basa en endoscopios delgados serpenteantes e instrumentos quirúrgicos a través de la columna vertebral para llegar al cráneo. «Deshacerse del cordón es una gran idea» si puede lograrlo, dijo Miskin. «Absolutamente deberías hacerlo».

Bionaut también está colaborando con investigadores externos que están tratando de desarrollar un tratamiento farmacológico para la enfermedad de Huntington, que afecta un conjunto de neuronas enterradas profundamente en el cerebro llamadas ganglios basales. El sistema Bionaut no solo permitiría a los cirujanos evitar abrir el cráneo para llegar al área objetivo, sino que también les permitiría usar ángulos de enfoque menos dañinos a través de la materia gris que serían imposibles sin un instrumento inalámbrico. «Los estamos liberando físicamente de los requisitos directos que tienen que cumplir hoy», dijo Shpigelmacher.

El próximo obstáculo para Bionaut es el proceso de ensayo clínico. Si bien los dispositivos médicos generalmente pasan por un proceso de aprobación simplificado, la combinación de Bionaut de la nueva técnica con la administración de medicamentos significa que debe pasar por el régimen completo de la Administración de Alimentos y Medicamentos. La mayoría de los nuevos medicamentos que buscan la aprobación de la FDA fallan en el camino, y las tasas de éxito varían ampliamente entre las aplicaciones, según un estudio reciente del MIT, desde el 33 % para nuevas vacunas para enfermedades infecciosas hasta solo el 3,4 % para medicamentos experimentales contra el cáncer. .

Bionaut apunta primero a los gliomas del tronco encefálico, en parte, para aumentar esas probabilidades. «Es una enfermedad rara, actualmente no existe una cura, y están administrando cargas útiles de quimioterapia probadas y aprobadas que matan las células tumorales», dijo Kevin Zhang, socio de Upfront Ventures que dirigió la inversión del fondo en Bionaut. Los tratamientos dirigidos a condiciones raras pueden solicitar el estatus de «huérfano» con la FDA, que brinda beneficios fiscales y agiliza el proceso regulatorio. «La mejor manera de mejorar sus probabilidades, aparte de tener una buena solución», dijo Zhang, «es elegir el problema correcto para solucionarlo con necesidades insatisfechas altas».

Si el tratamiento del glioma tiene éxito ensayos clínicos, el plan es expandir la tecnología a otras condiciones del sistema nervioso central y otras áreas que son difíciles de tratar con medicamentos, como el interior del ojo. Pasar al resto del cuerpo está más lejos en el horizonte.

Pero invertir mucho dinero detrás del enfoque para sacarlo del laboratorio a los quirófanos es el primer paso. Cuando Shpigelmacher se acercó por primera vez a los inversores sobre la idea de que se convertiría en Bionaut, la mayoría rechazó, instándolo a esperar a que los investigadores académicos refinaran la ciencia. Para Shpigelmacher, la comercialización era la forma de «llegar a los pacientes antes de lo que hubiera sido», dijo. «No al ritmo de la academia».

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2021 Los Angeles Times.
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Cita: Esta empresa emergente está construyendo diminutos robots inyectables para atacar tumores (4 de marzo de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-03- start-up-tiny-robots-tumors.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.