میکروربات‌هایی که خود را از سیستم ایمنی بدن پنهان می‌کنند

میکروربات‌ها این ظرفیت را دارند که آینده پزشکی را به صورت اساسی تغییر دهند. کوچک بودن میکروربات‌ها به آنها امکان می‌دهد تا مسیر خود را در محیط های پیچیده و بسته پیدا کنند و داروها را به نواحی حساسی برسانند که دسترسی به آنها دشوار است. میکروربات‌ها می‌توانند نیاز به جراحی باز را برطرف کنند و ‌با رساندن دارو به نواحی خاصی از بدن، عوارض جانبی درمان‌هایی مانند شیمی‌درمانی را به حداقل برسانند.

اگرچه این فناوری، امیدوارکننده است اما چالش‌های بسیاری مانع کاربرد بالینی آن می‌شوند که یکی از آنها، واکنش سیستم ایمنی بدن است زیرا سیستم ایمنی بدن، عوامل بیگانه را شناسایی می‌کند و از بین می‌برد.

دکتر “آبدون پنا فرانسش”(Abdon Pena-Francesch)، از پژوهشگران “موسسه ماکس پلانک”(Max Planck Institute) آلمان گفت: هنگامی که میکروربات‌ها به بدن ما وارد می‌شوند، سلول‌های سیستم ایمنی آنها را به عنوان تهدید شناسایی می‌کنند و طی فرآیند “بیگانه‌خواری” یا “فاگوسیتوز”(Phagocytosis)، آنها را به سرعت از بین می‌برند. سلول‌های ایمنی خاصی، میکروربات‌ها را می‌خورند و آنها را از جریان خون بیرون می‌آورند. اگر ربات‌ها مورد شناسایی و حمله سیستم ایمنی قرار بگیرند، به محل مورد نظر نمی‌رسند و نمی‌توانند کار خود را انجام دهند.

وی افزود: این چالشی با سابقه طولانی است که فراتر از میکروربات‌ها مطرح می‌شود و نانوداروها و به طور کلی، دارورسانی را نیز در بر می‌گیرد. پژوهشگران تاکنون تلاش کرده‌اند تا با اصلاح اندازه، شکل و شیمی عوامل حامل دارو مانند میکروربات‌ها، مشکلات پیش رو را برطرف کنند اما همیشه نهایتا میکروربات‌ها شناسایی می‌شوند و همین موضوع، تاثیر درمان را محدود می‌کند.

پژوهشگران در آغاز کار خود، مشکلی را که معمولا رخ می‌دهد، مورد بررسی قرار دادند. هنگامی که یک میکروربات به بدن وارد می‌شود، سطح آن به طور ناخواسته با پروتئین‌هایی که به طور تصادفی از آنجا عبور می‌کنند، پوشانده می شود. سلول‌های ایمنی موسوم به درشت‌خوار، مواد پوشیده از پروتئین را به عنوان تهدید شناسایی می‌کنند و به حذف آنها می‌پردازند.

پلیمرهای موسوم به “Zwitterionic”، در غلبه بر این مشکل، امیدوارکننده به نظر می‌رسند و به گفته این گروه پژوهشی، کارآیی آنها در حال حاضر در ایمپلنت‌های پزشکی، نانوپلتفرم‌های دارورسانی و میکروربات‌ها یافت شده است.

این گروه پژوهشی برای ابداع میکروربات‌ها، از ترکیب دو نوع پلیمر Zwitterionic استفاده کردند که جذب پروتئین آنها در جریان خون پایین است. پژوهشگران توانستند به واسطه یک روند میکروچاپ حساس به نور، ساختارهای سه‌بعدی پیچیده‌ای را سر هم کنند و یک هیدروژل پلیمری را با کمک طراحی رایانه‌ای بسازند.

میکروربات‌ها در آزمایش‌های صورت گرفته توانستند تا ۹۰ ساعت، از تشخیص درشت‌خوارها در امان بمانند. “پل کاباناک”(Pol Cabanach)، از پژوهشگران این پروژه گفت: میکروربات‌های ما توانستند پروتئین‌های ناخواسته را دفع کنند و نخستین مراحل شناسایی شدن توسط سیستم ایمنی را پشت سر بگذارند. بدین ترتیب، میکروربات‌ها نوعی ویژگی پنهان‌کاری ایمنی نشان دادند.

این روند ساخت، به پژوهشگران امکان داد تا بتوانند حرکات میکروربات‌ها را با کمک یک میدان مغناطیسی خارجی کنترل کنند و به انتشار داروی مورد نیاز بپردازند.

پنا فرانسش ادامه داد: اگرچه هنوز مشکلات بسیاری باقی مانده‌اند که باید پیش از بردن ربات‌ها به مراکز درمانی حل شوند اما این پژوهش، یک گام بزرگ در غلبه بر چالش پاکسازی ایمنی میکروربات‌ها به شمار می‌رود. انجمن‌های حوزه میکرورباتیکز، بسیار فعال هستند و ما هر روز پیشرفت‌های جدیدی را برای برطرف کردن چالش‌های کنونی و ارائه راه حل‌های جدید می‌بینیم.

Reference:https://www.advancedsciencenews.com/stealthy-microrobots-that-can-evade-the-immune-system/