Az alapötlet szerint a speciális mágnesekkel ellátott nanorobotokat a páciens véráramába juttatják, ami ezt követően fehérvérsejt módjára körbe-körbe cikázna a szervezetben, miközben nem oda való dolgok után kutatna. Metin Sitti, a Max Planck Közösség fizikai intelligenciával foglalkozó részleg vezetője sajtóközleményben beszélt találmányukról:

"Célunk egy új generációs eszköz létrehozása volt, amely képes végighaladni még a nehezebb hozzáférési útvonalakon is, és ezáltal a test mélyebb szöveteibe is elér. Ilyesmire korábban ugyanis még nem volt példa."

A Science Robotics szaklapban publikált tanulmányban a kutatók azt is megemlítik, hogy a nanorobotok nikkel és arany, valamint rákellenes készítményt tartalmazó bevonatot kaptak. Ezen kívül olyan specifikus biomolekulákkal is ellátták, amelyek lehetővé teszik a robotok számára a különféle sejtek azonosítását. Ha pedig rákos sejtet észlelnek, gyorsan kibocsátják a gyógyszert. "Mágneses terek használatával a mikrorobotok felfelé navigálhatnak egy szimulált véredényen, amely az erős véráram és a sűrű sejtkörnyezet miatt kihívást jelent" - magyarázza Yunus Alapan, az intézet munkatársa, aki szintén részt vett a kísérletben. Hozzátette: a jelenleg létező mikrorobotok egyike sem képes ellenállni ennek az áramlásnak. Addig ugyanakkor még hosszú utat kell megtenniük, mire embereken is kipróbálhatják a módszert, hiszen ami laboratóriumi körülmények között, mesterséges vénában működött, az korántsem biztos, hogy egy élő szervezetben is beváltaná a hozzá fűzött reményeket. A kutatóknak ezért mindenekelőtt ki kell fejleszteniük az eljárást, amellyel valóban nyomon követhetik a nanorobot útját egy beteg testében.

2018-ban jött az áttörés

Kicsit több mint két éve kifejlesztették az első, teljesen autonóm DNS robotrendszert, mely a jövőben számos precíz gyógyszer- és rákterápia megvalósításánál segíthet. Az arizonai egyetem, az amerikai Nemzeti Technológiai és Nanotudományi Központ, valamint a Kínai Tudományos Akadémia kutatóinak közös munkája a vérellátási utak elvágásával tumorok zsugorítására képes nanorobotok programozása. A technológia tesztelése emlősök (egerek, törpemalacok) rákos megbetegedéseinek (melanoma, tüdő-, mell-, és méhnyakrák) kezelésével történt, az eredmények pedig széleskörűen alkalmazhatók a rákos megbetegedések különböző fajtáira, mert ahogy a kutatók fogalmaznak: a szilárd tumorok esetében a tápláló erek lényegében azonosak. Sz alábbi rövid animációs videó bemutatja, miképp segítheti a nanotechnológia a rák elleni harcot:

Az úgynevezett nanomedicina egy modern orvostudományi ág, mely a nanotechnológiában rejlő különféle lehetőségeket ötvözi a kezelések újfajta megközelítésével, mint például a molekula méretű nanorészecskék készítése, melyek a súlyos betegségek, különösen a rák diagnosztizálását és kezelését segíthetik. A szakértők mostanáig olyan robotok építésén dolgoztak, amelyek aktívan kutatják, majd megsemmisítik a tumorokat anélkül, hogy kárt tennének az egészséges sejtekben.

A 2018-as áttörés lényege a szelektív kiválasztás és a tumorok kiéheztetése, mivel az új nanorobotokat be lehet programozni a molekuláris terhek szállítására, majd azok letételével a tumorok vérellátásának akadályozására, ami végül a tumor zsugorodásához vezet.

Vizsgálataik során a kutatók emberi ráksejteket juttattak az állatok szervezetébe, majd a tumorok növekedésével egy időben aktiválták a robotokat. Mindegyikhez trombin molekulákat (vérelvadást segítő vegyület) csatoltak, majd injekcióval befecskendezték azokat a rágcsálók szervezetébe. A robotok gyorsan dolgoztak, pár órán belül körbevették a tumort, és megkezdték zsugorítását. A teszt végére bebizonyosodott, hogy a nanorobotok biztonsággal alkalmazhatók, ugyanis

nem vándoroltak el, és nem okoztak egészségügyi problémákat, például trombózist.

Azt, hogy az eszközök csak a tumort vegyék célba, DNS aptamer segítségével érték el, amely a nukleolin nevű fehérjével navigálta a robotokat. (A nukleolin nagy mennyiségben megtalálható  a tumorok felületén, az egészséges sejtekén azonban nem.) Az eredmények bizakodásra adnak okot: a tumorok már huszonnégy óra elteltével roncsolódtak, míg az ép területek egészségesek maradtak. Három nappal később pedig a daganatot tápláló összes érben akadályozottá vált a vérellátás. Nyolcból három melanomás egérnél teljes tumorregresszió történt, az összes adataiból pedig kiderül, hogy a túlélési időtartamok középső értéke több mint kétszeresére nőtt.

(Fotó: Getty Images Hungary)