Kırmızı kan hücreleri ve trombositlerde gizlenmiş küçük robotlar kandaki bakteriyel enfeksiyonları temizleyebilir.
California San Diego Üniversitesi’nden araştırmacı Joseph Wang’ın laboratuvarında geliştirilen bir buluşa ait bulgular Science Robotics dergisinde 30 Mayı 2018’de yayınlandı. Bu çalışmaya göre, araştırmacıların geliştirdiği robotik sistem yaşamı tehdit edebilen enfeksiyonların tedavisinde kullanılan geniş spektrumlu antibiyotiklere göre bir alternatif sağlayabileceğini düşünüyorlar.
Günümüze kadar ufak, küçük robotlar insan vücudunun derinliklerinde ilaç taşıma ve biyopsi alma gibi birçok görevi başarıyla yerine getirmede kullanılıyordu. Ancak, kandaki bakteri enfeksiyonlarının tedavi edilmesinde robotların rol sahibi olması robotik araştırmalarının biyolojik sistemlerde kullanımına yeni bir örnek. Biyolojik bir kaplama ile altın nanotellerden yapılan bu ufak robotlar ultrason ile yönlendirilerek bakterilere eklenebiliyor ve bakteri tarafından üretilen toksinleri etkisiz hâle getirebiliyor.
Elbette bu sistem laboratuvarda bir tüp kan içinde denendi. Araştırmacılar bunun daha ileriye götürerek bir fare süreci yeniden test etmek istiyorlar.
Araştırmacıların geliştirdiği bu robotlar aslında bir önceki robotlar gibi vücut içinde ilaç dağıtma işinde de kullanılabilir. Ancak, bu kez odaklanılan konu bakteri enfeksiyonları ile mücadele. Bir bakteri enfeksiyonu ile mücadele iki şekilde olabilir: bakterinin kendisi ve bakteri tarafından üretilen toksinlere karşı. Toksinler kırmızı kan hücrelerinde delikler açar ve bakterileri kandaki trombositlere yapışmasının önü açılır. Her iki durum da nihai olarak insanlarda ciddi enfeksiyonlara yol açacaktır.
Bu iki durumla mücadele edebilmek için nanotelleri patojenler yani hastalığa neden olan organizmaların aradığı şeye dönüştürmek gerekir. Onların aradığı şeyler de trombositler ve kırmızı kan hücreleridir. İşte kanın bu iki bileşeninden elde edilen hücresel zarlardan yapılan bir kaplama ile araştırmacılar nanotellerden yapılan nanorobotları gizlediler ve böylece nanorobotlar sanki bir biyolojik işlevi varmış ve bu kan hücreleri gibi davranıyormuş izlenimi verildi.
Bakteriler kan içinde gizlenmiş bu robotlarla karşılaştıklarında, kan hücreleri sanarak onlara bağlanırken kendilerini bir nanotelin üzerinde tuzağın içinde bulmuş olurlar. Bu sırada bakterilerin ürettiği toksinler nanotelleri kırmızı kan hücresi sanarak etkileşmeye başlarlar ve sonuçta etkisiz hale gelirler. Bu biyolojik kaplamanın başka bir yararı ise vücudun savunma sisteminin “bu yabancıları” bir işgalci olarak görmeyecek olması.
Buna ilaveten, ultrason dalgalarını kullanarak nanotellerin hareketi kontrol edilebilir. Böylelikle, nanoteller ile bakteriler arasındaki çarpışmalar artırılarak etkisiz hâle getirme işlemi hızlandırılabilir.
Araştırmacılar bu nanorobotları MRSA olarak bilinen metisiline dirençli Staphylococcus aureus bakteri ve enfeksiyonu üzerinde denedi. Ultrason ile kontrol edilen nanorobotların etki ettiği numunelerde robotların bakterilere bağlanmasında serbest bırakılan nanorobotlara göre 3,5 kat artış olduğu görüldü. Ayrıca ultrason ile robotların kontrol edilmesiyle zarar gören kırmızı kan hücrelerinin sayısı 2,4 kat daha az oldu.
Bu gelişmelere rağmen henüz bu nanorobotların antibiyotiklerin yerini alması için erken.
Dr. Gökhan Atmaca
Takip: twitter.com/kuarkatmaca
Kuark Bilim Topluluğu Bilim Sitesi Kuark.Org’u Facebook’ta Takip Edebilirsiniz.
Referans:
Emily Waltz, Tiny Robots in Disguise Combat Bacteria in the Blood, IEEE Spectrum
Görsel: Esteban-Fernández de Ávila/ Science Robotics