تحويل خلايا الدم البيضاء لروبوتات علاجيّة وتنشيطها بالضوء

تُعد الروبوتات الدقيقة العلاجية حلًا واعدًا في علاج الأمراض، معظم هذه الروبوتات تصنع من مواد قد تسبب ردود فعل مناعية في جسم الكائن الحي.

استخدم الباحثون في ACS Central Science الليزر للتحكم في العدلات -وهي نوع من خلايا الدم البيضاء- في الأسماك الحية وجعلها بمثابة روبوت طبيعي يتمتع بالتوافقية الحيوية.

أدت تلك «النيوتروبوتات» مجموعة من المهام، إذ دل ذلك على إمكانية توظيف هذه الخلايا المحفزة بالليزر على إيصال الأدوية إلى مواقع محددة في الجسم.

قد تتطلب الروبوتات الدقيقة الصناعية التي يتم تطويرها للتطبيقات الطبية آلية لإدخالها للجسم مثل الحقن أو عبر الكبسولات. تم اكتشاف أن هذه الأجسام المجهرية تسبب استجابات مناعية في الحيوانات الصغيرة، مما يؤدي إلى قيام الجسم بالتعرف على أنها مواد غريبة وبالتالي القضاء على هذه الروبوتات وإزالتها من الجسم قبل أن تتمكن من أداء وظائفها.

يوفّر استخدام الخلايا الموجودة أصلًا في الجسم، مثل العدلات، خيارًا فعالًا لتوصيل الأدوية دون تنشيط جهاز المناعة. تلتقط خلايا الدم البيضاء بشكل طبيعي الجسيمات النانوية وخلايا الدم الحمراء الميتة ويمكنها المرور عبر الشعيرات الدموية باتجاه الأنسجة المجاورة، مما يجعلها مثالية لتصبح روبوتات دقيقة.

سابقًا، كان الباحثون يوجهون العدلات في أطباق المختبر (in vitro) باستخدام أشعة الليزر، وتحريكها باعتبارها «نيوتروبوتات» ولكن لم تكن هناك معلومات حول فعالية هذا النهج في الكائنات الحية (in vivo). مما دفع Xianchuang Zheng وBaojun Li وزملاؤهم لاستخدام أسماك الزيبرا لإثبات فعالية النهج القائم على تحفيز الخلايا البيضاء المعتدلة لتسلك سلوك الروبوتات الدقيقة.

استخدم الباحثون أشعة الليزر المركزة للتأثير على العدلات في ذيول سمك الزيبرا. تصل سرعة الروبوت الميكروي الذي يعمل بالضوء ل1.3 م/ث، وهو أسرع بثلاث مرات من تحرك الخلية بشكل طبيعي. استخدم الباحثون الملاقط البصرية (وهي أدوات علمية تستخدم شعاعًا ليزريًا عالي التركيز لحمل الأجسام المجهرية وشبه المجهرية ونقلها، مثل الذرات والجسيمات النانوية والقطرات، بطريقة مشابهة للملاقط) في تجاربهم للتحكم الدقيق والفعال في الوظائف التي تؤديها العدلات كونها جزءًا من جهاز المناعة.

تم نقل النيوتروبوت من خلال جدار وعاء دموي باتجاه الأنسجة المحيطة. حملت الخلايا جسيمات نانوية، مما يدل على فائدتها في نقل الدواء. حافظت الخلايا البيضاء المُحفزة أيضًا على وظيفتها في معالجة الحطام الخلوي لكريات الدم الحمراء الميتة بنفس الوتيرة التي تقوم بها الخلايا الطبيعية غير الموجهة بالليزر بالقيام بمعالجة الحطام الخلوي.

إن هذه الدراسة تعزز احتمالات توصيل الأدوية المستهدفة والعلاج الدقيق للأمراض بسبب النجاح في التحكم الدقيق في الروبوتات في الجسم الحي إضافةً لتجنب ردود الفعل المناعية التي تحدث عند استخدام روبوتات مصنوعة من مواد معدنية نانوية.