ניתן לרתום תאי דם לבנים כמיקרורובוטים טבעיים ותואמים ביו באמצעות לייזרים, כך דיווחו חוקרים מסין. הממצא, שהצוות הדגים בדגי זברה חיים, יכול לסלול את הדרך לקראת שיטה חדשה של מתן תרופות ממוקדות לטיפול מדויק במחלות.
מיקרורובוטים רפואיים משכו תשומת לב רבה בשל הפוטנציאל שלהם לספק תרופות לאתרים מסוימים בגוף ולסייע בניקוי פתוגנים ממערכת הדם.
ברוב המושגים של מיקרורובוטים רפואיים, הכלים הזעירים מיוצרים מחוץ לגוף ואז מוזרקים למטופל או נארזים בקפסולות ואז נבלעים. עם זאת, ניסויים בבעלי חיים קטנים גילו בעיה - כלומר שלעצמים זרים אלה יש נטייה לעורר תגובה חיסונית בגוף המארח שלהם, וכתוצאה מכך המיקרורובוטים בסופו של דבר מוסרים מהגוף לפני שהם יכולים למלא את ייעודם. .
כדי לעקוף את זה, גישה חלופית טמונה בלקיחת תאים שכבר קיימים בגוף - ולכן אינם בסיכון לעורר תגובה חיסונית - ולחיצה על הפעלתם כמיקרורובוטים טבעיים.
במחקר האחרון שלהם, הביו-מהנדסים Xianchuang Zheng ו-Baojun Li מסין אוניברסיטת ג'ינאן ועמיתיהם ערכו ניסויים בשיתוף של נויטרופילים - סוג של תאי דם לבנים הממלאים תפקיד מפתח במערכת החיסון של הגוף - לתוך מיקרורובוטים. נויטרופילים אלה הם מועמדים אידיאליים לשימוש כמיקרורובוטים, שכן הם כבר לוכדים באופן טבעי גם ננו-חלקיקים וגם כדוריות דם אדומות מתות, ומסוגלים לנדוד מכלי הדם אל הרקמה הסובבת - שתיים מתפקידי המפתח הדרושים לאספקת תרופות ממוקדות.
הצוות מסביר: "כקו ההגנה הראשון של המארח מפני פתוגנים פולשים, לנויטרופילים יש יכולת פגוציטוזיס אינהרנטית לסילוק חומרים זרים והעמסת מטרה בעת ההפעלה, כמו גם את היכולת לעבור דרך כלי דם לרקמה הנגועה, מה שהופך הם מועמדים טבעיים לבצע משימות רפואיות שונות in vivo".
מחקרים קודמים הראו כי ניתן להשתמש באור לייזר כדי להזיז נויטרופילים לפי הרצוי חוץ גופית. עם זאת, חסר מידע לגבי האם אותה גישה תעבוד גם בתוך אורגניזמים חיים.
בסדרת ניסויים, החוקרים השתמשו בקרני לייזר ממוקדות כפינצטה אופטית כדי לתמרן ולתמרן נויטרופילים בתוך זנבותיהם של דג הזברה החיים. הצוות הצליח להניע את תאי הדם הלבנים במהירויות של עד 1.3 מיקרומטר לשנייה, בערך פי שלושה מהר יותר ממה שנוטרופיל נע באופן טבעי.
ג'נג, לי ועמיתיו גם הוכיחו את היכולת לשלוט בצורה מדויקת ומדויקת בתפקודים שהנויטרופילים מבצעים בדרך כלל כחלק ממערכת החיסון של דג הזברה. לדוגמה, ניתוח אחד ראה את הצוות מוביל "נוירובוט" מתוך כלי דם לתוך הרקמה הסובבת, בעוד שאחר ראה את אחד מתאי הדם הלבנים המשמשים לאיסוף והובלת ננו-חלקיק פלסטיק - יכולת שיש לה פוטנציאל להיות מנוצל לאספקה ממוקדת של ננו-תרופות בתוך הגוף.
מיקרורובוטים מגנטיים עומדים בתור לטיפול בתאי גזע
יתרה מזאת, הצוות גם גילה שדחיפה של נויטרובוט לעבר הפסולת מתאי דם אדומה מתה הניעה אותו לבלוע את החלקים. עם זאת, מה שהפתיע הוא שבזמן שעשו זאת, החוקרים היו עדים גם לנויטרופיל אחר, זה שאינו בשליטתם, גם הוא מנסה להסיר באופן טבעי את הפסולת הסלולרית.
החוקרים מסכמים: "המושג הזה של מיקרו-ספינה נייטרופילית, יחד עם שליטה חכמה של ביצוע מטלות מרובות, יכול להוות הבטחה גדולה לביצוע אקטיבי של משימות רפואיות מורכבות in vivo, עם תועלת פוטנציאלית רבה בטיפול במחלות דלקתיות."
המחקר מתואר ב ACS מדע מרכזי.
