Το πρώτο μικρορομπότ στον κόσμο, ικανό να πλοηγείται σε συγκεκριμένες ομάδες κυττάρων και να διεγείρει μεμονωμένα κύτταρα, ανέπτυξε μία ομάδα ερευνητών στο Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Μονάχου (TUM), με την Berna Özkale Edelmann, καθηγήτρια Nano-and Microrobotics, να αποκαλύπτει τις δυνατότητες των νέων θεραπειών για ανθρώπινες ασθένειες.
Οι ερευνητές παρουσιάζουν τη νέα τεχνολογία στο περιοδικό Advanced Healthcare Materials.
Τα μικρορομπότ είναι στρογγυλά, έχουν το μισό πάχος μιας ανθρώπινης τρίχας, περιέχουν νανοράβδους χρυσού με φθορίζουσα βαφή που περιβάλλονται από βιοϋλικό επεξεργασμένων φυκιών.
Μπορούν να οδηγηθούν από το φως λέιζερ για να κινηθούν μεταξύ των κυττάρων.
Αυτά τα μικροσκοπικά ρομπότ «επινοήθηκαν» από την καθηγήτρια Berna Özkale Edelmann. Εκείνη και η ομάδα της εργάζονται για την ανάπτυξη μιας τεχνολογικής πλατφόρμας για την παραγωγή των μικρορομπότ. Προς το παρόν χρησιμοποιούνται in vitro, έξω από το ανθρώπινο σώμα.
Τι είναι τα μικρορομπότ TACSI
Το TACSI σημαίνει Θερμικά Ενεργοποιημένη Απεικόνιση Σήματος Κυψέλης. Με απλά λόγια, είναι ένα σύστημα που βασίζεται σε εικόνα και είναι ικανό να θερμαίνει τις κυψέλες προκειμένου να τις ενεργοποιήσει.
Το TACSI είναι ένα «ταξί» με όλη τη σημασία της λέξης: στο μέλλον, το μικροσκοπικό ρομπότ θα «οδηγείται» απευθείας στη θέση που θέλουν οι ερευνητές να μελετήσουν.
Τα μικρορομπότ TACSI μπορούν να θερμανθούν και δείχνουν συνεχώς τη θερμοκρασία τους. Αυτό είναι σημαντικό γιατί, μαζί με την ικανότητα να βρίσκουν το δρόμο τους για μεμονωμένα κύτταρα, είναι
επίσης σχεδιασμένα να θερμαίνουν τις θέσεις μεμονωμένων κυττάρων ή ομάδων κυττάρων.
Η σημασία της θερμοκρασίας
Οι μικρές αλλαγές θερμοκρασίας είναι μερικές φορές αρκετές για να επηρεάσουν τις διαδικασίες των κυττάρων. «Όταν το δέρμα τραυματίζεται, για παράδειγμα από ένα κόψιμο, η θερμοκρασία του σώματος αυξάνεται ελαφρά, προκαλώντας την ενεργοποίηση του ανοσοποιητικού συστήματος», εξηγεί η καθηγήτρια Özkale Edelmann. Στόχος της είναι να μάθει περισσότερα για το εάν αυτή η «θερμική διέγερση» μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επούλωση πληγών.
Υπάρχει επίσης έλλειψη έρευνας για το εάν πχ τα καρκινικά κύτταρα γίνονται πιο επιθετικά όταν διεγείρονται. Οι τρέχουσες μελέτες δείχνουν ότι τα καρκινικά κύτταρα πεθαίνουν σε υψηλές θερμοκρασίες (60°C).
Αυτό το αποτέλεσμα μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη θεραπεία της καρδιακής αρρυθμίας και της κατάθλιψης.
Ερευνητές στην ομάδα της καθηγήτριας Özkale Edelmann χρησιμοποίησαν κύτταρα νεφρών για να αποδείξουν ότι τα κυτταρικά κανάλια μπορούν να επηρεαστούν.
Για να γίνει αυτό, οδήγησαν τα μικρορομπότ TACSI στα κύτταρα.
Η ομάδα παρατήρησε ότι τα κανάλια ιόντων των κυττάρων άνοιξαν σε ορισμένες θερμοκρασίες, για παράδειγμα για να επιτρέψουν στο ασβέστιο να «μπει» στο κύτταρο.
«Χρησιμοποιώντας αυτό το συγκεκριμένο παράδειγμα, δείξαμε ότι η θερμότητα προκαλεί αλλαγές στο κύτταρο, ακόμη και με ελαφρές αυξήσεις της θερμοκρασίας», λέει η καθηγήτρια Özkale Edelmann και ελπίζει ότι η περαιτέρω έρευνα θα δείξει το δρόμο για την ανακάλυψη νέων θεραπειών για την καταπολέμηση πολλών παθήσεων.
Πηγή: iatropedia.gr