پژوهشگران نشان دادند که چگونه گلبول‌های سفید کنترل شده با لیزر محموله‌ای در ابعاد نانو را تحویل می‌گیرند و در محل مورد نیاز رهاسازی می‌کنند.
گلبول‌های سفید می‌توانند نانودارو را برای ما حمل کنند
روبات‌های کوچکی که در بدن می‌چرخند و بیماری‌ها را درمان می‌کنند، شبیه بخشی از یک رمان علمی تخیلی است. با این حال محققان تلاش کرده‌اند تا این سناریو را به واقعیت تبدیل کنند.
به تازگی دانشمندان گلبول‌های سفید خون را در ماهی‌های گورخری کنترل کرده‌اند و آن‌ها را به میکروربات‌های کنترل‌شده از راه دور برای حمل محموله‌های نانویی در داخل بدن و پاکسازی زباله‌های سلولی تبدیل کرده‌اند.
در دهه‌های اخیر، دستگاه‌های کوچکی که روی موجودات زنده آزمایش شده‌اند، از مواد مصنوعی ساخته شده‌اند که کاملاً زیست‌سازگار نیستند گاهی باعث می‌شوند که سیستم ایمنی مانند میزبان به آن‌ها حمله کند.
فرناندو سوتو، یک مهندس نانو در دانشگاه استنفورد که در این پروژه مشارکتی نداشته، می‌گوید: «بدن انسان در سیستم ایمنی خود، نانوماشین‌های خاص دارد. بیایید فقط سعی کنیم با آن‌ها ارتباط برقرار کنیم.»
شیانچوانگ ژنگ، زیست شناس شیمیایی و بائوجون لی فیزیکدان از دانشگاه جینان و همکارانشان تصمیم گرفتند که نوتروفیل‌ها، فراوان‌ترین نوع گلبول‌های سفید در حیوانات را دستکاری کنند. ژنگ می گوید به عنوان اولین خط دفاعی سیستم ایمنی، گلبول‌های سفید خون می‌توانند پاتوژن‌های مهاجم را در بدن شناسایی و پاک کنند. محققان به این فکر افتادند که آیا می‌توانند با بهره‌گیری از توانایی‌های ذاتی آن‌ها برای عبور از دیواره عروق و بلعیدن ذرات، برای تبدیل سلول‌ها به ریزدستگاه‌های پزشکی نوتروفیل‌ها را به طور کامل کنترل کنند.
این تیم با انبرک نوری، که از یک پرتو لیزر بسیار متمرکز برای کنترل اجسام استفاده می‌کند، نوتروفیل‌ها را در دم شفاف ماهی گورخری گیرانداختند. آن‌ها حتی توانستند از انبرک نوری برای کشیدن گلبول‌های سفید از دیواره رگ خونی و بافت اطراف استفاده کنند. با استفاده از دو پرتو لیزر، محققان می‌توانند سلول‌ها را کشیده و نوتروفیل‌ها را از حالت سکون به حالت فعالی مانند حالتی که برای مبارزه با عفونت اتخاذ می‌کنند، بیدار کنند.
هنگامی که یک نوتروفیل فعال شد، یک نانوذره نزدیک را بلعید، سپس محققان از انبرک نوری خود برای حرکت سلول و رها کردن محموله آن استفاده می‌کنند. ژنگ می‌گوید این سلول‌ها می‌توانند به رساندن داروهای مبتنی بر نانوذرات کمک کنند. در این مطالعه، ما فقط می‌توانیم نوتروفیل‌ها را مانند یک تاکسی برانیم، نانودارو را به‌عنوان مسافر برداریم، آن‌ها را به هر موقعیتی که می‌خواهیم ببریم و سپس نانودارو را درست روی موقعیت مورد نظر رها کنیم.»
نوتروفیل های هدایت شونده همچنین بقایای گلبول های قرمز خون مرده را تمیز می کنند. ژنگ می‌گوید به روشی مشابه، میکروربات‌های نوتروفیل می‌توانند با پاکسازی باکتری‌هایی که به آن‌ها هدایت می‌شوند، به مبارزه با عفونت‌ها کمک کنند.
سوتو می‌گوید: «آن‌ها کار بزرگی برای اثبات مفهوم انجام دادند. و دستکاری سلول‌ها در بدن می‌تواند ابزار مفیدی برای یادگیری بیشتر در مورد بیوفیزیک باشد.»
او می‌گوید، اما دورنمای استفاده از آن در پزشکی بسیار دور است. انبرک‌های نوری نمی‌توانند به عمق بافت نفوذ کنند. و برای حیواناتی که پوست شفافی ندارند، به راهی برای دیدن بدن نیاز دارد تا بتوانند کارهایی که انجام می‌دهند را ببینند و راهی برای تنظیم داشته باشند.
این قدم بعدی محققان است. ژنگ می‌گوید که آن‌ها می‌خواهند سلول‌های حیوانات بزرگتر را کنترل کنند، شاید از فیبر نوری برای برقراری ارتباط با نوتروفیل‌ها از طریق پوست استفاده کنند.
