A University of California San Diego mérnökei fejlesztették ki azokat a nanoméretű robotokat, amelyek a véráramban úszva baktériumokat és azok által kibocsátott méreganyagokat tudnak megkötni. A kis eszközöket a jövőben más jellegű biológiai folyadékok fertőtlenítésére is lehet majd használni.
A kutatók arany nanovezetékeket burkoltak be hibrid vérlemezkékkel és a vörös vértestek sejtmembránjával. Ez a borítás lehetővé teszik, hogy a nanorobotok egyszerre kétféle sejtfunkciót is ellássanak. Vagyis képesek vérlemezkeként viselkedni, amelyek megkötik az olyan patogéneket, mint például az úgynevezett MRSA szuperbaktérium, illetve vörös vértestéként, amelyek magukba „szívják”, és semlegesítik az efféle baktériumok által termelt méreganyagokat. A nanorobotok aranyból készült belső „vázának” köszönhetően pedig a kis eszközöket ultrahang segítségével lehet ellátni energiával, anélkül, hogy bármilyen vegyi anyagra szükség lenne ehhez. A fejlesztésről szóló beszámoló május 30-án jelent meg a Science Robotics szakfolyóiratban.
Nem jellegzetes formájú robotokról van szó (Fotó: Science Robotics)
„A természetes sejtek borítását a szintetikus nanogépekkel ötvözve olyan új képességekkel ruházhatjuk fel ezeket az eszközöket, amelyek segítségével el tudják távolítani a méreganyagokat a testből, de más biológiai képletekből is” – mondta Joseph Wang, az amerikai egyetem nanomérnöki karának professzora. „Az általunk kifejlesztett prototípus a későbbiekben különféle terápiás és detoxikáló alkalmazások alapjaként működhet.”
„Az elképzelés szerint olyan, többfunkciós nanorobotokat szeretnénk létrehozni, amelyek több különböző feladatot is végre tudnak hajtani egy időben” – tette hozzá Berta Esteban-Fernández de Ávila, Wang kutatócsoportjának egyik tagja. „A vérlemezkék és a vörösvértestek sejtfalának kombinálásával is ez volt a célunk.”
Az apró szerkezetek különleges borítása kivédi a szervezet természetes védekező mechanizmusát is, amely fehérjemolekulákkal borítja be a szervezetbe került idegen testeket, ami gátolná a nanorobotok megfelelő működését. Ezt az teszi lehetővé, hogy a kétféle sejtfal a szervezet számára ismert „anyag”, így nem történik meg a fenti reakció.
Az alul látható hasáb a nanorobot, a felső „golyó” az MRSA-szuperbaktérium (Fotó: Science Robotics)
A nanorobotok 25-ször kisebbek az emberi haj vastagságánál, ultrahang segítségével pedig másodpercenként 35 mikrométeres sebességgel tudnak közlekedni az érhálózatban. Az amerikai kutatók a kísérleteik során sikeresen távolították el az általuk használt vérmintákból a már említett MRSA-szuperbaktériumokat és egyéb méreganyagokat. Mindössze 5 perc után a kezelt vérmintákban háromszor kevesebb baktériumot találtak, mint a kezeletlen kontroll mintákban.
A kutatás egyelőre korai stádiumban jár, a kutatók szerint nem az a végcéljuk, hogy az MRSA-fertőzéseket gyógyítani tudják, hanem, hogy a különféle biológiai anyagokat hasonló módon fertőtleníthessék. A későbbi változatokban ráadásul az aranyat is lecserélnék biológiailag lebomló egyéb anyagokra.