تبدیل اسپرم‌ها به میکروربات‌های قابل ردیابی برای دارورسانی

به گزارش ایسنا، اسپرم‌های کوچک و انعطاف‌پذیر انسان در حال ارتقای یک فناوری پیشرفته هستند.

به نقل از آی‌ای، محققان مرکز TechMed در دانشگاه توئنته(Twente)، اسپرم‌های چابک و سریع شناگر را به میکروربات‌های کوچک و قابل کنترل با میدان مغناطیسی تبدیل کرده‌اند که می‌توانند در یک مدل آناتومیکی با اندازه واقعی ردیابی و هدایت شوند.

سلول‌های اسپرم، شناگران شگفت‌انگیز طبیعت هستند. نقش اصلی آنها پیمایش در محیط پیچیده دستگاه تناسلی زنان برای رسیدن به تخمک و بارور کردن آن است.

هر اسپرم برای سرعت گرفتن ساده شده است، با دُمی که آن را به جلو می‌راند و سری که مواد ژنتیکی را حمل می‌کند.

اندازه کوچک و انعطاف‌پذیری طبیعی اسپرم‌ها به آنها اجازه می‌دهد تا در محیط‌های بیولوژیکی بسیار چالش‌برانگیز مانور دهند. اکنون محققان از این ویژگی برای کاربردهای پزشکی استفاده می‌کنند.

تبدیل اسپرم به رباتی کوچک

محققان اسپرم‌ها را فراتر از تولید مثل، تحرک و سازگاری ذاتی، به کاندیداهای نویدبخشی برای میکرورباتیک تبدیل کرده‌اند که دانشمندان را قادر می‌سازد تا راه‌های جدیدی برای رساندن دارو و انجام تشخیص در نواحی سخت‌دسترس بدن کشف کنند.

یکی از چالش‌های اصلی در استفاده از اسپرم برای کاربردهای پزشکی، نامرئی بودن آنها در تکنیک‌های تصویربرداری مرسوم بوده است. تصویربرداری سنتی با اشعه ایکس به دلیل اندازه کوچک، چگالی کم و شفافیت تقریباً کامل در برابر تابش، برای تشخیص اسپرم با مشکل مواجه است. این محدودیت تاکنون مانع از مشاهده یا کنترل دقیق اسپرم داخل بدن انسان توسط دانشمندان شده است.

تیم تحقیقاتی دانشگاه توئنته برای غلبه بر این مشکل با محققان و متخصصان پزشکی از مرکز پزشکی دانشگاه رادبود و دانشگاه واترلوی کانادا همکاری کرد.

اسلام خلیل(Islam Khalil)، محقق دانشگاه تگزاس و نویسنده اصلی این مطالعه می‌گوید: تاکنون تصویربرداری از اسپرم داخل بدن تقریباً غیرممکن بود.

محققان سلول‌های اسپرم واقعی را با نانوذرات مغناطیسی پوشش دادند که آنها را زیر اشعه ایکس قابل مشاهده و به میدان‌های مغناطیسی خارجی پاسخگو می‌کرد.

ترکیب طبیعت با پزشکی رباتیک

این رویکرد نوآورانه به میکروربات‌ها اجازه می‌دهد تا در لحظه ردیابی شوند و به طور دقیق در یک مدل آناتومیکی با اندازه واقعی هدایت شوند و این نشان‌دهنده یک پیشرفت در میکروربات‌های پزشکی است.

کاربردهای بالقوه این فناوری گسترده است. محققان با بارگذاری مستقیم داروها در بدنه سلول‌های اسپرم، تحویل دقیق به مکان‌های هدف مانند رحم یا لوله‌های فالوپ را پیش‌بینی می‌کنند.

این روش می‌تواند درمان بیماری‌هایی مانند سرطان رحم، اندومتریوز یا فیبروم‌ها را متحول کند که همه آنها در حال حاضر فاقد گزینه‌های دقیق و کم‌تهاجمی تحویل دارو هستند.

خلیل گفت: ما سیستم‌های تحویل سلولی خود طبیعت را به میکروربات‌های قابل برنامه‌ریزی تبدیل می‌کنیم.

ردیابی حرکت اسپرم در لحظه، فراتر از درمان می‌تواند فرآیندهای بیولوژیکی لقاح را روشن کند، درک ناباروری‌های بدون دلیل را بهبود بخشد و حتی تکنیک‌های کمک باروری مانند لقاح آزمایشگاهی یا مصنوعی(IVF) را اصلاح کند.

ایمنی نیز یک نکته کلیدی است. آزمایش‌ها نشان داده‌اند که خوشه‌های نانوذرات اسپرم، زیست‌سازگار باقی می‌مانند و حتی پس از ۷۲ ساعت قرار گرفتن در معرض آنها، هیچ سمیت قابل توجهی برای سلول‌های رحم انسان ایجاد نمی‌کنند. این نشان می‌دهد که کاربردهای آینده داخل بدن می‌تواند امکان‌پذیر باشد.

این پژوهش که توسط شورای تحقیقات هلند پشتیبانی می‌شود، گامی مهم در جهت ادغام زیست‌شناسی طبیعی با رباتیک پیشرفته است.

این تیم یافته‌های خود را در مجله npj Robotics منتشر کرده است.