Spermoroboti: Revoluce v moderní medicíně

Přesné podávání léků v medicíně není nic nového, protože s nanoroboty probíhá již dlouhou dobu mnoho výzkumů.

Výzkumníci neustále hledají způsoby, jak vytvořit roboty nebo biologické roboty s extrémně malými rozměry, které by dokázaly přepravovat speciální chemikálie do nemocných oblastí lidského těla za účelem manipulace a léčby.

Existuje však mnoho problémů, které je třeba vyřešit, například příliš velká velikost vody v robotu nebo příliš obtížné ovládání pro dosažení požadovaného přístupu. Lidské tělo navíc vždy vnitřně reaguje na vstup „cizích komponent“.

V ohromujícím vědeckém průlomu se vědcům podařilo přeměnit spermie na drobné bioroboty, které lze na dálku ovládat a provádět složité lékařské úkony. Studie byla publikována v časopise npj Robotics.

Tito „spermatopoetické roboti“, kteří se zdánlivě objevují pouze ve sci- fi filmech, otevřeli novou éru precizní medicíny a slibují budoucnost, v níž bude léčba nemocí účinnější a bezpečnější než kdy dříve.

Zatímco tradiční léčba, jako je chemoterapie, je sice účinná při ničení rakovinných buněk, ale může způsobovat závažné vedlejší účinky kvůli svým účinkům na celé tělo. Cílem moderní medicíny je vytvořit „chytré“ systémy pro podávání léků, drobné „pošťáky“, kteří se dokáží pohybovat lidským tělem, rozpoznávat konkrétní cíle a dodávat léky pouze tam, kde jsou potřeba.

A překvapivě jsou spermie pro tuto roli perfektními kandidáty. Spermie jsou přirození plavci, schopní se rychle a pružně pohybovat ve složitých prostředích, protože jsou nejmenšími buňkami v těle. Díky tomu jsou ideálními drobnými „roboty“ pro navigaci v tělesných kanálcích a tkáních.

Navíc, protože se jedná o endogenní buňky, jsou celé a biokompatibilní. Spermie se snadno nacházejí, lze je rozložit na živiny pro tělo a, co je nejdůležitější, tělo je dobře snáší, čímž se minimalizuje riziko imunitních reakcí. Plavecký pohyb spermií byl studován a pochopen, což usnadňuje jejich kontrolu.

Aby mezinárodní výzkumný tým vedený Veronikou Magdanzovou a Islamem SM Khalilem z Univerzity Twente (Nizozemsko) proměnil spermie v ovladatelné roboty, použil inovativní metodu. Potáhl býčí spermie (které mají podobnou strukturu jako lidské spermie) nanočásticemi oxidu železa.

Zvláštní je, že tyto kuličky samy o sobě nejsou magnetické, ale silně magnetizují až po aplikaci vnějšího magnetického pole. Právě tento magnetický povlak umožňuje vědcům ovládat spermie s neuvěřitelnou přesností. Aplikací rotujícího magnetického pole mohou tyto „spermie-roboty“ přimět plavat v libovolném směru a dokonce ovládat jejich rychlost.

Navíc, protože nanočástice jsou viditelné na rentgenovém snímku, mohou vědci sledovat jejich pohyb v reálném čase, jak se pohybují 3D tištěným modelem lidského těla. Technologie spermií a robotiky nabízí širokou škálu potenciálních aplikací. Jednou z nejslibnějších oblastí je reprodukční zdraví.

Nevysvětlitelná neplodnost postihuje miliony lidí na celém světě a schopnost vidět a manipulovat se spermiemi v ženském reprodukčním traktu by mohla způsobit revoluci v diagnostice a léčbě. Lékaři by mohli pomocí spermiorobotů zjistit, co se děje uvnitř vejcovodů, identifikovat blokády nebo jiné problémy, dodávat léky zvyšující plodnost přímo k vajíčku nebo dokonce pomoci slabým spermiím dostat se tam.

Ale to je jen začátek. Vědci si také představují budoucnost, kde by tito malí bioroboti mohli být použiti k dodávání léků k léčbě různých onemocnění, včetně rakoviny. Spermie by mohly být „naloženy“ chemoterapeutickými léky a dodávány přímo do nádorů, čímž by se zabíjely rakovinné buňky, aniž by se poškodily jiné zdravé buňky.

Mohly by být také vybaveny senzory pro detekci chemických markerů onemocnění, což by umožnilo dřívější a přesnější diagnózu. Potenciál je sice neomezený, ale před širokým využitím této technologie je stále třeba překonat mnoho překážek. V první řadě je to otázka bezpečnosti. I když se předpokládá, že nanočástice oxidu železa nejsou pro lidské buňky toxické, jejich dlouhodobé účinky je stále třeba studovat.

Studie je silnou ukázkou toho, jak lidská vynalézavost dokáže proměnit něco, co trvalo miliony let evoluce, ve špičkový technologický nástroj ve prospěch medicíny. Kdo by si pomyslel, že malá spermie bude klíčem k nové éře precizní medicíny? Zdá se, že odpověď máme celou dobu přímo před očima.