Małe roboty przenoszące leki, które mogą poruszać się w kierunku przeciwnym do przepływu krwi, mogą pewnego dnia zostać wykorzystane do dostarczania leków chemioterapeutycznych bezpośrednio do komórek rakowych.
Metin Sitti w Instytucie Inteligentnych Systemów Maxa Plancka w Stuttgarcie w Niemczech wraz z kolegami opracowali małe roboty zwane „mikrorollerami”, które mogą przenosić leki przeciwnowotworowe i selektywnie atakować ludzkie komórki raka piersi. Zespół zainspirował się projektowaniem robotów z białych krwinek w ludzkim ciele, które mogą poruszać się wzdłuż ścian naczyń krwionośnych w kierunku przeciwnym do przepływu krwi.
Mikrorollery są kuliste i wykonane ze szklanych mikrocząstek. Połowa robota została pokryta cienką magnetyczną nanofilmą wykonaną z niklu i złota. Druga połowa była pokryta doksorubicyną leku przeciwnowotworowego, a także cząsteczkami rozpoznającymi komórki rakowe.
Zespół przetestował roboty w symulacji z wykorzystaniem krwi myszy i syntetycznych kanałów wyłożonych ludzkimi komórkami śródbłonka – rodzaj komórek, które wyściełają wewnętrzne ściany naszych naczyń krwionośnych.
Roboty zostały wystawione na działanie mieszanki rakowej i zdrowej tkanki. Mikrorollery selektywnie przyłączono do komórek rakowych i aktywowano je za pomocą światła UV w celu uwolnienia doksorubicyny. Dzięki zastosowaniu pól magnetycznych zespół był w stanie sterować ruchem mikrorollerów, zarówno z przepływem krwi, jak i przeciw niej. Mikrorolki mogą osiągać prędkość do 600 mikrometrów na sekundę.
„Jeśli dojdziesz do skrzyżowania w układzie naczyniowym, gdzie musisz wybrać właściwą ścieżkę, a jeśli ją przegapisz, możesz wrócić i wybrać właściwą” – mówi Setti. Zespół przetestował roboty o średnicy od 3 do 7,8 mikrometrów. Dla porównania, ludzkie czerwone krwinki mają średnicę do około 8 mikrometrów.
W przyszłości naukowcy chcą zastosować inne metody wyzwalania uwalniania leku, takie jak ciepło lub światło bliskiej podczerwieni. Planują także spróbować wykonać mikrorollery z materiałów biodegradowalnych, które rozpadałyby się w organizmie w ciągu kilku tygodni lub miesięcy.
Zespół ma nadzieję wkrótce przetestować mikrorollery na zwierzętach. „Rolki muszą nosić wystarczającą ilość leków przeciwnowotworowych, dlatego musimy mieć ich w dużych ilościach”, mówi Setti. „Ale ponieważ możemy lokalnie zabrać je do właściwego celu i dostarczyć go tam, nie potrzebujemy dużych dawek”.