Roje nanostrojů umožní v těle provádět operace bez skalpelu

VIDEO - Technologie autor: Ladislav Loukota

Co kdybychom kvůli odříznutí škodlivé tkáně nemuseli otevírat pacientovo tělo, ale mohli skalpel "sestavit" uvnitř těla samotného? Právě tímto směrem kráčí aktuální čínská studie, které se podařilo dosáhnout pokroku na poli manipulace a kontroly nanočástic. Je to už třetí významný pokrok v medicínské nanotechnologii v tomto roce.

Dvě různé formace stejného roje nanočástic

Dvě různé formace stejného roje nanočástic,zdroj: Čínská univerzita v Hong Kongu

Snad většina z nás si někdy v životě hrála s dvojicí magnetů oddělených deskou stolu. Fascinace možností manipulovat s magnetem na jedné straně pomocí pohybu magnetu na straně druhé většinu z nás asi opustila po odchodu z mateřské školky. Tento princip je však základem jednoho přístupu k ovládání nanotechnologií. Pomocí vnějších magnetických polí dovedou lékaři navigovat magnetické nanočástice tělem a dostat je do kýžené oblasti těla.

Doposud byl tento přístup zamýšlen primárně jako možnost dopravy léčiva do specifické části - například přesunu nanočástic s onkologickými léky do místa nádoru. Čínský vědecký tým z Hongkongu pod vedením Li Čanga však přišel s možností využít precizní manipulace oscilujících magnetických polí k průlomu ve způsobu, kterým lze s nanočásticemi pohybovat.

Jako hlavní inspirace jim sloužily hejna ptáků a roje hmyzu, které dokážou plynule měnit formace. Podobným způsobem dokázalo jemné vedení magnetických polí přeskupit formace nanočástic do různých tvarů - vědci dovedli roj rozdělit, sloužit i vytvořit z něj překrývající se "síto". Pro představu: Jedna nanočástice měří méně než jeden mikrometr, tedy tisícina milimetru, nebo také osmina délky průměrné červené krvinky. 

"Vysoká rekonfigurovatelnost je klíčovým objevem," sdělil Čang pro CNN, "Roj nanobotů může být kontrolován ve vysoké rychlosti, čehož doposud nebylo zatím dosaženo."

Díky objevu by se nanoroje teoreticky mohly jednou dostat s léky do nejmenších skupin lidského těla, ale také fyzicky eliminovat krevní sraženiny a provádět jiné de facto chirurgické zákroky uvnitř lidského těla. Prozatím je test samozřejmě provádět pouze v laboratoři, nemusí tomu tak ale být navěky.

Proč to ještě nemáme?

Jenom za poslední rok jde již o několikátou zajímavou aplikaci nanorobotiky v oblasti medicíny. Půjdeme-li chronologicky, skoro přesně před rokem se objevily nanostroje schopné dělat díry do rakovinových buněk (viz video níže). Podobně jako u čínské studie se spoléhají na externí zdroj energie, v tomto případě světla. Experiment byl proto zatím prováděn pouze ve zkumavce a do praktického testu v živých organismech bude třeba vyřešit například takovou "maličkost", jako jak budou mašinky schopné rozeznat nádorové buňky od těch zdravých...

Podobné překážky pak stojí i před většinou jiných vynálezů nanotechnologie z nedávné doby. Například molekulární motor z dubna tohoto roku je považovaný za slibný vynález - umožnil by totiž DNA nanorobotům samovolný pohyb bez vnějších magnetických polí nebo zdrojů světla. Problém je, že zatím nevíme, jak motor navigovat, a jeho rychlost rovněž není závratná. 

To, pravda, ovšem také znamená, že černých scénářů sci-fi, při nichž nanoroboti uniknou z laboratoří a pozřou celou platu, se jaksi ještě dlouho nebudeme muset bát. 

Přesto došlo již i na testy uvnitř živých organismů - prozatím však nikoli lidí. V únoru na Arizonské státní univerzitě vědci představili nanoroboty složené z kousků DNA, kteří uvnitř prasat doručili látky způsobující sražení krve k cévám v okolí nádorových buněk. Díky tomu nádorové buňky "odstřihli" od přívodu živin a efektivně vyhladověly. Dokonce se ukázalo, že jsou tyto autonomní DNA roboti schopni najít i metastáze v jiných částech těla.

O něco méně fantaskně, ale přesto stále kriticky působí i jiný test uvnitř těl živočichů z loňského září. Nanostroje na bázi chemie si v něm proklestily cestu žaludečními šťávami a dovedly doručit léky na žaludeční vředy přímo na stěnu žaludku 

V součtu tedy platí, že první kroky k tomu, jak nanotechnologii vyvést z laboratoří a přivést do ordinací, již rozhodně proběhly. Aplikace prvních nanorobotů v lékařské praxi tak může být doslova jenom pár let vzdálená - zejména autonomní nanoroboti schopni doručit léčiva, budou mít jednoduše formu podobnou pilulkám či injekcím. Složitější úkony, jako eliminace nádorů či chirurgické zákroky, však mohou v praxi přijít spíše až po roce 2030. Rizika jsou totiž v jejich případě prozatím stejně tak neznámá, jako reálné využití v běžné praxi. 

Čínská studie ovládání nanočástic byla publikována v Nature

Tagy: nanotechnologie nanočástice věda a poznání