تحويل خلايا الدم البيضاء إلى روبوتات طبية صغيرة بالضوء

يمكن للروبوتات الدقيقة الطبية أن تساعد الأطباء في علاج الأمراض والوقاية منها بشكل أفضل.

لكن معظم هذه الأجهزة مصنوعة من مواد اصطناعية تؤدي إلى استجابات مناعية في الجسم الحي. والآن، ولأول مرة، استخدم الباحثون الليزر للتحكم الدقيق في العدلات – نوع من خلايا الدم البيضاء – باعتباره روبوتا دقيقا طبيعيا متوافقا حيويا في الأسماك الحية، وفقا للورقة البحثية المنشورة في ACS Central Science.

وقامت “النيوتروبوتات” (neutrobots/ روبوتات مجهرية قائمة على العدلات) بمهام متعددة، ما يدل على أنها تستطيع يوما ما توصيل الأدوية إلى مواقع محددة في الجسم.

واستخدام الليزر للتحكم الدقيق في خلايا الدم البيضاء في الأسماك الحية. وأثبت الباحثون أن بعض خلايا الجسم الأصلية يمكن “التحكم فيها عن بُعد” لإنجاز مجموعة متنوعة من المهام بطريقة دقيقة للغاية. وقد تشمل هذه المهام في يوم من الأيام تطبيقات طبية حيوية مثل توصيل الأدوية المستهدفة والعلاج الدقيق للأمراض الالتهابية.

ويشار إلى أن الروبوتات الدقيقة قيد التطوير حاليا للتطبيقات الطبية الحقن أو استهلاك كبسولات لإدخالها داخل حيوان أو شخص.

لكن الباحثين وجدوا أن هذه الأجسام المجهرية غالبا ما تؤدي إلى ردود فعل مناعية لدى الحيوانات الصغيرة، ما يؤدي إلى إزالة الروبوتات الدقيقة من الجسم قبل أن تتمكن من أداء وظائفها.

وقد يكون استخدام الخلايا الموجودة بالفعل في الجسم، مثل العدلات، بديلا أقل توغلا لإيصال الأدوية التي لا تؤدي إلى إعاقة الجهاز المناعي.

وتلتقط خلايا الدم البيضاء هذه الجسيمات النانوية وخلايا الدم الحمراء الميتة بشكل طبيعي ويمكن أن تهاجر عبر الأوعية الدموية إلى الأنسجة المجاورة، لذا فهي مرشحة جيدة لتصبح روبوتات دقيقة.

وفي السابق، كان الباحثون يوجهون العدلات بالليزر في أطباق المختبر، وتحريكها على أنها “نيوتروبوتات”. ومع ذلك، لا توجد معلومات حول ما إذا كان هذا النهج سيعمل في الحيوانات الحية. لذلك، أراد شيان جيوانغ جانغ وباوجون لي، وزملاؤهم إثبات جدوى “النيوتروبوتات” التي يحركها الضوء في الحيوانات، واستخدموا أسماك الزرد الحية.

وتلاعب الباحثون بالعدلات في ذيول الزرد ومناورتها باستخدام أشعة الليزر المركزة كملاقط بصرية بعيدة.

ويمكن تحريك الروبوت الصغير الذي يعمل بالضوء بسرعة تصل إلى 1.3 ميكرومتر / ثانية، وهو أسرع بثلاث مرات من حركة العدلة بشكل طبيعي.

وفي تجاربهم، استخدم الباحثون الملاقط البصرية للتحكم بدقة وفعالية في الوظائف التي تؤديها العدلات كجزء من جهاز المناعة.

على سبيل المثال، تم نقل “نيوتروبوت” من خلال جدار الأوعية الدموية إلى الأنسجة المحيطة. والتقط آخر ونقل جسيمات نانوية بلاستيكية، ما يدل على قدرتها على حمل الدواء. وعندما دُفِع “النيوتروبوت” نحو حطام خلايا الدم الحمراء، اجتاح القطع. والمثير للدهشة، في نفس الوقت، أن العدلة المختلفة، التي لم يتم التحكم فيها بواسطة الليزر، حاولت بشكل طبيعي إزالة الحطام الخلوي.