طور مهندسو تكنولوجيا النانو في جامعة كاليفورنيا سان دييغو روبوتات صغيرة - روبوتات صغيرة بأسمائها الكاملة - قادرة على السباحة داخل الرئتين، والوصول إلى البكتيريا المسببة للالتهاب الرئوي، وقتلها، وعكس الضرر الذي تلحقه بالجسم.
طور مهندسو تكنولوجيا النانو في جامعة كاليفورنيا سان دييغو روبوتات صغيرة - روبوتات صغيرة بأسمائها الكاملة - قادرة على السباحة داخل الرئتين، والوصول إلى البكتيريا المسببة للالتهاب الرئوي، وقتلها، وعكس الضرر الذي تلحقه بالجسم. .
الروبوتات الصغيرة هي نتاج حب باحثين خبيرين في مجالهما. من ناحية أخرى، يعد جوزيف وانغ أحد رواد العالم في مجال البحث والتطوير في مجال الروبوتات النانوية والروبوتات الدقيقة. ولا ينصح بالشرب من أنابيب المياه الموجودة في مختبره. ومن ناحية أخرى، شارك ليانجفنج تشنغ لسنوات في تطوير الجسيمات النانوية القادرة على التقاط الجزيئات والخلايا الضارة. وفي مرحلة ما، أدركوا أن كلاهما أفضل من أحدهما، وأنهما معًا يستطيعان تحقيق أكثر بكثير من تحقيق أي منهما بمفرده. كان من الواضح أن الروبوتات الصغيرة هي المستقبل، ولكن لأي غرض؟
الجواب وجده في عنابر الكورونا في المستشفيات الكبرى. تم تخدير المرضى المصابين بأمراض خطيرة وتهوية ميكانيكية، وغالبًا ما أصيبوا بالتهاب رئوي حاد. إحدى البكتيريا الأكثر شيوعًا التي تسبب الالتهاب الرئوي - Pseudomonas aeruginosa - تستخدم لاختراق الجهاز التنفسي، وتتكاثر في الرئتين وتسبب التهابًا مميتًا. ويحاول الأطباء التعامل مع مثل هذه الالتهابات عن طريق حقن المضادات الحيوية في الوريد، لكن من الصعب إيصال المادة المفيدة للبكتيريا الموجودة في الرئتين. نحن بحاجة إلى طريقة ما لنقل المضادات الحيوية مباشرة إلى الآفات الصغيرة.
هل تفهم أين يتجه هذا؟
ابتكر وانغ وتشنغ نوعًا جديدًا من الروبوتات خصيصًا لتوزيع المضاد الحيوي بكفاءة داخل الرئتين. هذه الروبوتات أصغر بكثير من النقطة الموجودة على الصفحة. في الواقع، فهي مصنوعة من خلية طحالب واحدة فقط، تكاد تكون غير مرئية للعين البشرية. ولهذا السبب يطلق عليها أيضًا اسم الروبوتات الصغيرة: روبوتات بحجم ملايين الأمتار، أو جزء من مليون متر.
ويتكون كل روبوت صغير من خلية طحالب ذات ذيل طويل، قادرة على التحرك من تلقاء نفسها في بيئة الرئة. وقام الباحثون بتغليف خلايا الطحالب بجسيمات نانوية خاصة: وهي عبارة عن كرات تحتوي على مادة مضادة حيوية تقتل البكتيريا. إذا لم يكن ذلك كافيا، فإن الكرات نفسها مغلفة بالبروتينات والدهون التي تمتص وتحييد الجزيئات الضارة التي تفرزها البكتيريا في الرئتين، والتي تسبب الالتهاب الرئوي المميت. تعمل الذيول الطويلة لخلايا الطحالب على دفع الروبوتات الصغيرة للأمام حتى تتمكن من الوصول إلى أكبر عدد ممكن من البكتيريا وقتلها وامتصاص المواد الالتهابية الموجودة في بيئتها.
والآن بعد أن ابتكر الباحثون الروبوتات الصغيرة، فقد حان الوقت لتجربتها في الحياة الواقعية. ليس على البشر - فمثل هذه العلاجات الأولية تشكل خطورة كبيرة بالنسبة لنا - ولكن على الفئران. على وجه التحديد، الفئران المصابة بالالتهاب الرئوي. وقام الباحثون بحقن الروبوتات الدقيقة مباشرة في رئتي الفئران من خلال أنبوب تم إدخاله في القصبة الهوائية.. وتعافت جميع الفئران التي تلقت العلاج خلال أسبوع واحد. ومن لم يحصل عليه؟ ماتوا في غضون ثلاثة أيام.
وحاول الباحثون مقارنة العلاج بالروبوتات الدقيقة بالعلاج بالمضادات الحيوية العادية التي يتم حقنها عبر الوريد مباشرة في مجرى الدم. كما عملت المضادات الحيوية العادية بشكل جيد أيضًا، ولكن بجرعات أعلى بثلاثة آلاف مرة من الجرعة المعطاة للروبوتات الدقيقة. السبب واضح: تم توزيع المضاد الحيوي عن طريق الوريد في جميع أنحاء الجسم، بينما ذهب المضاد الذي تم تسليمه بواسطة الروبوتات الدقيقة مباشرة إلى الرئتين، وقامت الطحالب الصغيرة بنشره بشكل فعال في جميع أنحاء حجم الرئة.
ماذا كانت نهاية الروبوتات الدقيقة في أجسام الفئران؟ لقد اختفوا وكأنهم لم يكونوا هناك. وبعد أن تؤدي الغرض منها، تقوم خلايا الجهاز المناعي في الجسم بتفكيكها بكفاءة وسرعة، بالإضافة إلى الجسيمات النانوية المرتبطة بها. يدعي وانغ أنه "لم يتم ترك أي مادة سامة"، وليس هناك سبب مباشر لعدم تصديقه.
بالطبع، ليس عليك أن تقبل كلامه بالإيمان وحده أيضًا. هذه مجرد تجربة أولية، ولا يزال هناك الكثير من العلوم التي يتعين القيام بها قبل أن تجد روبوتات وانغ وزينغ الصغيرة طريقها إلى أجسادنا. ومع ذلك، فهذه خطوة أخرى على الطريق نحو رؤية الروبوتات الدقيقة والروبوتات النانوية التي يمكن أن تعيش في تعايش داخل أجسامنا، وتصلح الأنسجة التالفة، وتوقف الخلايا السرطانية، وتنظف الشرايين، وتساعد في بناء العظام والعضلات. إن الروبوتات الصغيرة التي وصفتها في المقال لن تفعل كل هذا بالطبع، لكنها توضح الاتجاه الذي نسير نحوه: إلى عالم من الصحة التي لا نهاية لها، شريطة أن نتفق على التعايش مع الروبوتات.
وبشكل عام، لا يبدو الأمر وكأنه صفقة سيئة بالنسبة لي.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
