Roboți de spermă: o revoluție în medicina modernă

Administrarea precisă a medicamentelor în medicină nu este nimic nou, deoarece există multe cercetări cu nano-roboți de mult timp.

Cercetătorii caută mereu modalități de a crea roboți sau roboți biologici cu dimensiuni extrem de mici pentru a transporta substanțe chimice speciale pentru a ajunge în zonele bolnave din corpul uman pentru manipulare și tratament.

Totuși, există multe probleme de rezolvat, cum ar fi faptul că volumul apei robotului este prea mare sau că este prea dificil de controlat pentru a obține accesul dorit. În plus, corpul uman reacționează întotdeauna intern la „componentele străine” care intră în el.

Într-o descoperire științifică uimitoare, cercetătorii au transformat spermatozoizii în bioroboți minusculi care pot fi controlați de la distanță pentru a îndeplini sarcini medicale complexe. Studiul a fost publicat în revista npj Robotics.

Aparent doar în filmele science fiction, acești „roboți cu spermă” au deschis o nouă eră pentru medicina de precizie, promițând un viitor în care tratamentul bolilor devine mai eficient și mai sigur ca niciodată.

În timp ce tratamentele tradiționale, cum ar fi chimioterapia, deși eficiente în uciderea celulelor canceroase, pot provoca efecte secundare grave din cauza efectelor lor asupra întregului organism, scopul medicinei moderne este de a crea sisteme de livrare „inteligente”, niște „poștași” minusculi care se pot deplasa prin corpul uman, pot recunoaște destinații specifice și pot livra medicamentele de tratament doar acolo unde sunt necesare.

Și, în mod surprinzător, spermatozoizii sunt candidații perfecți pentru acest rol. Spermatozoizii sunt înotători înnăscuți, capabili să se miște rapid și flexibil prin medii complexe, deoarece sunt cele mai mici celule din corp. Acest lucru îi face niște „roboți” minusculi ideali pentru navigarea prin canalele și țesuturile corpului.

În plus, deoarece sunt celule endogene, sunt întregi și biocompatibile. Spermatozoizii sunt ușor de găsit, pot fi degradați în nutrienți pentru organism și, cel mai important, sunt bine tolerați de organism, reducând la minimum riscul reacțiilor imune. Mișcarea de înot a spermatozoizilor a fost studiată și înțeleasă, facilitând controlul lor.

Pentru a transforma spermatozoizii în roboți controlabili, o echipă internațională condusă de Veronika Magdanz și Islam SM Khalil de la Universitatea din Twente (Olanda) a folosit o metodă inovatoare: au acoperit spermatozoizii de taur (care au o structură similară cu sperma umană) cu nanoparticule de oxid de fier.

Ceea ce este special este că aceste particule nu sunt magnetice în sine, ci devin puternic magnetice doar atunci când li se aplică un câmp magnetic extern. Acest înveliș magnetic este cel care le permite cercetătorilor să controleze spermatozoizii cu o precizie incredibilă. Prin aplicarea unui câmp magnetic rotativ, aceștia pot face ca acești „roboți de spermă” să înoate în orice direcție și chiar să le controleze viteza.

În plus, deoarece nanoparticulele sunt vizibile pe raze X, oamenii de știință pot urmări mișcările acestora în timp real pe măsură ce se deplasează printr-un model imprimat 3D al corpului uman. Tehnologia roboticii spermatozoizilor oferă o gamă largă de aplicații potențiale. Una dintre cele mai promițătoare domenii este sănătatea reproductivă.

Infertilitatea inexplicabilă afectează milioane de oameni din întreaga lume , iar capacitatea de a vedea și manipula spermatozoizii din tractul reproducător feminin ar putea revoluționa diagnosticul și tratamentul. Medicii ar putea folosi roboți de spermă pentru a vedea ce se întâmplă în interiorul trompelor uterine, pentru a identifica blocaje sau alte probleme, pentru a administra medicamente pentru fertilitate direct la ovul sau chiar pentru a ajuta spermatozoizii slabi să ajungă acolo.

Dar acesta este doar începutul. Cercetătorii își imaginează, de asemenea, un viitor în care acești bioroboți minusculi ar putea fi folosiți pentru a administra medicamente pentru tratarea unei varietăți de boli, inclusiv cancerul. Spermatozoizii ar putea fi încărcați cu medicamente chimioterapice și livrați direct către tumori, distrugând celulele canceroase fără a afecta alte celule sănătoase.

De asemenea, acestea ar putea fi echipate cu senzori pentru a detecta markerii chimici ai bolilor, permițând diagnostice mai timpurii și mai precise. Deși potențialul este nelimitat, există încă multe obstacole de depășit înainte ca această tehnologie să poată fi aplicată pe scară largă. În primul rând, este vorba despre siguranță. Deși se consideră că nanoparticulele de oxid de fier nu sunt toxice pentru celulele umane, efectele lor pe termen lung trebuie încă studiate.

Studiul este o demonstrație puternică a modului în care ingeniozitatea umană poate transforma ceva creat de-a lungul a milioane de ani de evoluție într-un instrument de înaltă tehnologie în beneficiul medicinei. Cine ar fi crezut că o mică celulă de spermatozoizi va deține cheia unei noi ere a medicinei de precizie? Răspunsul pare să fi fost chiar în fața noastră de la bun început.