Medicinale microrobots kunnen artsen helpen om ziekten beter te behandelen en te voorkomen. Maar de meeste van deze apparaten zijn gemaakt van synthetische materialen die in vivo immuunreacties veroorzaken. Nu, voor de eerste keer, rapporteren onderzoekers in ACS Central Science hebben lasers gebruikt om neutrofielen - een soort witte bloedcel - nauwkeurig te controleren als een natuurlijke, biocompatibele microrobot in levende vissen. De "neutrobots" voerden meerdere taken uit, wat aantoont dat ze op een dag medicijnen op precieze locaties in het lichaam kunnen afleveren.

Microrobots die momenteel in ontwikkeling zijn voor medische toepassingen, zouden injecties of de consumptie van capsules nodig hebben om ze in een dier of persoon te krijgen. Maar onderzoekers hebben ontdekt dat deze microscopisch kleine objecten vaak immuunreacties veroorzaken bij kleine dieren, wat resulteert in de verwijdering van microrobots uit het lichaam voordat ze hun werk kunnen doen. Het gebruik van cellen die al in het lichaam aanwezig zijn, zoals neutrofielen, zou een minder invasief alternatief kunnen zijn voor de toediening van medicijnen die het immuunsysteem niet zou activeren. Deze witte bloedcellen nemen van nature al nanodeeltjes en dode rode bloedcellen op en kunnen door bloedvaten migreren naar aangrenzende weefsels, dus ze zijn goede kandidaten om microrobots te worden.

Eerder hebben onderzoekers neutrofielen met lasers in laboratoriumschalen geleid en ze als 'neutrobots' verplaatst. Er was echter geen informatie over de vraag of deze aanpak bij levende dieren zal werken. Dus wilden Xianchuang Zheng, Baojun Li en collega's de haalbaarheid aantonen van door licht aangedreven neutrobots bij dieren met behulp van levende zebravissen.

De onderzoekers manipuleerden en manoeuvreerden neutrofielen in zebravisstaarten, met behulp van gerichte laserstralen als op afstand geplaatste optische pincetten. De door licht aangedreven microrobot kan worden bewogen tot een snelheid van 1,3 µm/s, wat drie keer sneller is dan een natuurlijke beweging van een neutrofiel. In hun experimenten gebruikten de onderzoekers het optische pincet om nauwkeurig en actief de functies te controleren die neutrofielen uitvoeren als onderdeel van het immuunsysteem. Zo werd een neutrobot door een bloedvatwand in het omringende weefsel bewogen. Een ander raapte en vervoerde een plastic nanodeeltje op, wat het potentieel voor het vervoeren van medicijnen aantoont. En toen een neutrobot naar het puin van rode bloedcellen werd geduwd, verzwolg het de stukken. Verrassend genoeg probeerde een andere neutrofiel, die niet door een laser werd bestuurd, tegelijkertijd het celafval op natuurlijke wijze te verwijderen.

Omdat ze met succes neutrobots in vivo hebben gecontroleerd, zeggen de onderzoekers dat deze studie de mogelijkheden voor gerichte medicijnafgifte en nauwkeurige behandeling van ziekten bevordert. + Verder verkennen

'Neutrobots' smokkelen drugs naar de hersenen zonder het immuunsysteem te waarschuwen