Tim iz ETH Zurich razvio je injektabilne nanorobote od oko šest mikrometara koji kombinuju neuralne progenitorske ćelije i magnetno-aktivne nanopartikle. U eksperimentima na miševima, nervne veze počele su da se obnavljaju već za 28 dana, a životinje su imale značajna poboljšanja u pokretljivosti. Pre kliničke primene kod ljudi potrebna su dodatna istraživanja za optimizaciju magnetnih polja i potvrdu bezbednosti. Osnovni dizajn mogao bi se koristiti i za regeneraciju drugih tkiva i lečenje rana.
Injektabilni Nanoroboti Sa Matičnim Ćelijama Mogu Pomagati U Oporavku Posle Povreda Kičmene Moždine
At the start and after three days: the top images show the uninjured spinal cord of a zebrafish; those in the middle show the injured spinal cord; and those at the bottom illustrate how the nerve cells grow thanks to the microrobots.
Uprkos velikom napretku medicine, povrede kičmene moždine i dalje su među najtežim telesnim povredama za izboriti se. Ožiljno tkivo često blokira ponovno povezivanje nervnih vlakana, dok nervne ćelije same retko uspevaju da se regenerišu. Novi pristup iz laboratorije ETH Zurich nudi potencijalno rešenje: injektabilne mikrorobote koji nose neuralne progenitorske ćelije (NPC) i pomažu obnovu nervnog tkiva.
Kako funkcionišu nanoroboti
Tim iz ETH Zurich razvio je mikroskopske uređaje koji kombinuju žive NPC ćelije sa specijalno dizajniranim nanopartiklima. Ti nanopartikli imaju dve ključne funkcije: jedan sloj reaguje na magnetna polja, a drugi pretvara magnetnu stimulaciju u električne signale koje nervne ćelije mogu da osete.
"Smeštamo rezervoar u centar gde zadržavamo ćelije. Zatim injektujemo nanopartikle i čekamo da se dve komponente povežu," rekao je Salvador Pané i Vidal, koautor studije i robotičar sa ETH Zurich.
Svaki nanorobot je širok oko šest mikrometara — manje od crvene krvne ćelije. Za eksperimentalne procedure u životinjskim modelima koristilo se milionski broj ovih jedinica kako bi se postigao željeni efekat.
Rezultati kod miševa
U ispitivanjima na miševima sa presečenom kičmenom moždinom, nervne ćelije stimulisane ovim mikrorobotima počele su da se ponovo povezuju na mestu povrede već u roku od 28 dana. Do kraja ispitivanja, životinje su pokazale značajna poboljšanja u pokretljivosti, hodu, koordinaciji i istraživačkom ponašanju.
Iako su početni rezultati ohrabrujući, istraživači naglašavaju da je potrebno mnogo dodatnih ispitivanja pre kliničkih ispitivanja na ljudima. Pre nego što se pređe na ljude, tim treba da optimizuje parametre — jačinu i dužinu primene magnetnih polja — i potvrdi bezbednost i efikasnost u većim modelima.
Osim primene kod povreda kičmene moždine, autori ističu da se princip platforme (spajanje ćelija i magnetički aktivnih nanopartikala) može prilagoditi i za regeneraciju drugih organa ili za efikasnije lečenje rana. Reproducibilna i skalabilna proizvodnja pomoću njihovog lab-on-a-chip sistema pokazuje potencijal za širu primenu van osnovnih istraživanja.
Studija je objavljena u časopisu Nature Materials, a rad prati multidisciplinarni tim iz ETH Zurich.
Pomozite nam da budemo bolji.
