Malá revoluce ve světě mikrorobotiky vznikla na Univerzitě Twente, kde vědci potáhli kravské spermie magnetickými nančásticemi z oxidu železa, čímž se změnily v říditelné i sledovatelné biologické robůtky – sperm-boti. Díky nanovrstevému obložení reagují na rotační magnetické pole a zároveň jsou viditelní rentgenovým zářením, což umožňuje jejich řízený pohyb i v reálném čase v trojrozměrném modelu ženského reprodukčního ústrojí.

Tato technologie využívá výhod extrémní motility a biologické účinnosti spermií jako přirozených plavců. Ve zkumavce či modelu průchodnosti reprodukční trakt připomíná labyrint, ve kterém sperm-boti dokážou „plavat“ přímo k cíli, což otevírá dveře pro precizní dodávání léčiv do těžko přístupných míst, třeba k nádoru nebo přímo do vejcovodů.

Výzkumný tým vedl Islam S. M. Khalil a Veronika Magdanz, kteří se soustředili na optimalizaci nanovrstvy natolik, aby robotické spermie byly dostatečně výkonné, magneticky responzivní a viditelné, přitom zůstaly cytokompatibilní — ve zkouškách na lidských děložních buňkách byly schopné zůstat neškodné i po 72 hodinách expozice.

Široké spektrum využití

Primární uplatnění sperm-botů vědci vidí v oblasti reprodukční medicíny. Mohli by pomoci odhalovat neplodnost tím, že budou poskytovat data o transportních bariérách ve vejcovodech, případně podávat léčiva přímo tam, kde je jich třeba. Sperm-boti mohou dokonce asistovat oplodnění tím, že „podají pomocnou ruku“ spermiím, které by jinak nezvládly projít složitým prostředím reprodukčního ústrojí.

Další perspektivní oblastí je cílená léčba rakoviny dělohy, vejcovodů či dalších gynekologických onemocnění. Díky schopnosti sperm-botů doručovat látky do úzkých, hůře dostupných prostor si medicína slibuje zvýšení účinnosti a omezení systémových vedlejších účinků standardní chemoterapie.

Technologie v číslech a detailech

Technologie vychází z práce publikované v npj Robotics, kde bylo zdokumentováno, že fertilní spermie obalené iron-oxide nanopartikly lze řídit rotačně magnetickým polem, zobrazovat je rentgenem a zároveň minimalizovat cytotoxické účinky. Mikroroboti představují kombinaci biologického motora (spermie) a sintetického řízení — skutečného „biohybridního“ zařízení..

Další přehledný přehled možností sperm-botů najdeme v odborném časopise Asian Pacific Journal of Reproduction, kde autoři upozorňují, že technologie využívá nanomateriály a trojrozměrný tisk pro zvýšení účinnosti. Přínos spatřují v ART (asistované reprodukční technologie), předzobrazení a genetické úpravy. Současně však upozorňují, že než dojde k klinickému využití, musí být řešeny otázky kompatibility, etiky a dlouhodobé bezpečnosti.

Krok za krokem k praktickému využití

Než sperm-boti dokážou plavat uvnitř živého organismu, čeká je paleta výzev: primárně bezpečnost, pak testování na zvířecích modelech a následné schválení klinických protokolů a etická pravidla. Vědecká komunita zdůrazňuje, že jde o slibnou, ale stále ranou fázi vývoje, která potřebuje důkladné testování.

Budoucnost medicíny plave vpřed

Představa, že malé živé buňky – spermie – by mohly pomáhat nadále než jen reprodukci, je fascinující. Sperm-boti kombinují evoluční výhodu motility s technologickou přesností řízení a diagnostiky. Perspektiva, že se příroda stane součástí lékařských zařízení „na míru“, ukazuje, jak se lékařská věda posouvá směrem k mikroskopickým kurýrům, kteří za nás změří, neseberou a dodají, co je třeba.