Znano je, da so rakava obolenja zelo individualna bolezen, ki pri vsakem bolniku poteka drugače. Zdravljenje pogosto spremljajo neželeni učinki, ki bi jih hitro razvijajoča se nanoonkologija lahko zelo omejila. Omogoča tudi v celoti posamezniku prilagojeno zdravljenje, ključno vlogo pri tem pa igrajo mikroroboti. Drobne napravice, ki plavajo po telesu, imajo velik potencial tudi za zdravljenje številnih drugih bolezni, so prepričani ameriški fiziki.
Hitro premikanje skozi vsa okolja
Da bi bili mikroroboti uspešni, morajo biti sestavljeni iz materialov, ki lahko prehajajo skozi imunski sistem, se hitro premikajo skozi različno viskozna okolja in prodrejo v okvarjene (bolne) tkivne celice. Izdelali so jih na Ameriškem inštitutu za fiziko na način, da so kombinirali gensko spremenjene dele bakterije E. coli MG1655 in nanoeritrozome – majhnih strukture, izdelane iz rdečih krvnih celic. Interakcija biotin-streptavidin je bila uporabljena za pritrditev nanoeritrosomov na bakterijsko membrano. Mikroroboti se usmerijo se proti točno določenim molekulam v telesu, zdravniki pa jih daljinsko nadzorujejo z magnetnimi in zvočnimi signali.
Kaj so nanoeritrosomi?
Nanoeritrosomi so nanovezikli, pridobljeni iz rdečih krvnih celic: slednje izpraznijo, ohranijo membrane in jih filtrirajo do velikosti nanodelcev. Ti drobni nosilci rdečih krvnih celic se pritrdijo na bakterijsko membrano z uporabo močne nekovalentne biološke vezi med biotinom in streptavidinom. Ta postopek ohranja dva pomembna proteina membran rdečih krvnih celic: TER119, potreben za pritrditev nanoeritrosomov, in CD47 za preprečitev vnosa makrofagov.
Vloga bakterije E. coli MG1655
Gensko spremenjena bakterija E. coli MG 1655 služi kot bioakumulator. Poganja molekulski motor, le-ta pa s pomočjo vrtenja molekul omogoča gibanje mikrorobotov po telesu. Proces so raziskovalci tudi dokumentirali, pri čemer so uporabili 2D algoritem za sledenje objektov. Rezultat je bilo 20 videoposnetkov, ki so navdušili vse. Mikroroboti so po telesu potovali izredno hitro (za 40 odstotkov hitreje, kot so pričakovali raziskovalci) in naleteli na manj imunskega odziva – telo jih torej ni prepoznalo kot vsiljivce.
Ambiciozni prihodnji cilji
V naslednjih fazah bodo mikrorobote imunsko še bolj “očistili” – in tako zmanjšali imunski odziv telesa, ter raziskali, kako bi jih lahko še bolj natančno usmerili na mesto delovanja. Cilj je, da bi prodrli v notranjost celic in sprostili zdravilo v tumorskem “mikro okolišu”. “Odkritje je pomembna odskočna deska za razvoj in uvajanje mikrorobotov za terapevtsko dostavo zdravil,” je odkritje, objavljeno v APL Bioengineering, komentiral vodja raziskovalne ekipe dr. Metin Sitti.
