Egyre közelebb a Fantasztikus utazáshoz

Amerikai kémikusok és mérnökök egy csoportja parányi szintetikus motorokat juttatott be élő emberi sejtekbe. Az eszközöket ultrahanggal mozgatták és kormányozták.

A Fantasztikus utazás című, 1966-os filmben a főszereplők apróra zsugorított „tengeralattjáróval” jutnak be az emberi testbe. Noha az emberek miniatürizálása valószínűleg a tudományos-fantasztikus művek világában marad, sejtekben közlekedő „járműveket” már sikerült létrehozniuk a kutatóknak.

Az egyesült államokbeli Penn State Egyetem kémikusaiból és mérnökeiből álló kutatócsoport olyan nanomotorokat (rakéta alakú fémrészecskéket) készített, amelyek képesek ide-oda mozogni a sejtek belsejében, forogni és nekiütődni a sejthártyának.

„Miközben ezek a nanomotorok körbe-körbe mozogtak és nekiütköztek a sejtszervecskéknek, az élő sejtek olyan belső mechanikai válaszreakciókat mutattak, amilyeneket senki sem látott korábban” – mondta Tom Mallouk, a PennState anyagkémiai és anyagfizikai professzora, a kutatások vezetője. „Ez a kutatás ragyogó demonstrációja annak, hogy lehetséges szintetikus nanomotorokat használni arra, hogy a sejt biológiáját új megközelítéssel tanulmányozzuk. Képesek lehetünk nanomotorokat használni a rák és más betegségek kezelésére oly módon, hogy belülről mechanikusan befolyásoljuk a sejtműködést. A nanomotorok képesek sejten belüli műtétek végrehajtására, és gyógyszerek nem invazív eljuttatására a szövetekbe.”

Nanaomotorok a HeLa sejtben Forrás: Mallouk lab / Penn State University

Egészen idáig a mintegy tíz éve kifejlesztett nanomotorokat csak laboratóriumi berendezésekben (in vitro), és nem emberei sejtekben tanulmányozták. „Első generációs nanomotorjaink működéséhez mérgező üzemanyag kellett, és nem mozogtak biológiai folyadékban, így nem is lehetett őket emberi sejtekben tanulmányozni” – mondta Mallouk.

Akkor nyílt meg az út az élő szervezetekben való vizsgálatok előtt, amikor Mallouk és egy francia fizikus, Mauricio Hoyos felfedezte, hogy a nanomotorokat ultrahanghullámokkal lehet működtetni. Kísérleteiben a csoport HeLa sejteket használt. Ezek az emberi méhnyakrák egy 1951-ből eredő sejtvonalát képviselik, és a sejtkísérletek leggyakoribb alanyai. A sejtek bekebelezték a nanomotorokat, amelyek azután az ultrahanghullámok hatására ide-oda vándoroltak a sejtben.

A nanomotoroknak az a képessége, hogy befolyásolhatják az élő sejt működését, rendkívül ígéretes az orvostudomány számára. „Egyik álmunk, hogy megvalósítsuk a Fantasztikus utazásban látottakhoz hasonlóan a saját orvoslásunkat, ahol nanomotorok cirkálnak a testben, kommunikálnak egymással és különféle diagnózisokat állítanak fel és kezeléseket hajtanak végre” – mondta Mallouk.