ננו רובוטים בשירות הרפואה

ד"ר עידו בצלת חוקר במכון לננו טכנולוגיה את התנהגותם של נחילי ננו רובוטים במערכות הגוף. בעקבות מחקריו יוכלו ננו רובוטים אלו בעתיד להוביל ולשחרר תרופות במערכות הגוף או לבצע טיפולים פנימיים ובכך להציל חיי חולים בכל העולם

ד"ר עידו בצלת ושותפו למחקר באוניברסיטת הארוורד, ד"ר שון דאגלאס, הדגימו כבר ב-2012 כיצד טכניקת הננו-פבריקציה המכונה "אוריגמי של DNA" מסוגלת להפיק מבנה חלקיקי המצמיד את עצמו לרקמות ספציפיות בגוף, ולהפעיל מטענים ייעודיים מוגדרים, כתגובה לאותות מולקולריים ספציפיים. במאמר שפרסם לאחרונה במגזין Nature Nanotechnology, מציג ד"ר בצלת התקדמות נוספת בתחום, באמצעות יצירת צוות מתואם של ננו רובוטים המבצעים מטלות מורכבות בתוך גוף חי.

ד"ר בצלת, מומחה לפרמקולוגיה ותרופות ניסיוניות, הצטרף למכון לננוטכנולוגיה וחומרים מתקדמים לאחר השלמת פוסט דוקטורט אחד בהארוורד ושני בMIT (המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס). מחקריו עוסקים בין היתר בהתנהגות של נחילים ובדינמיקה לפיה אורגניזמים פשוטים, המסוגלים לבצע מגוון מצומצם של פעולות, משתפים פעולה לצורך הפקת תוצאות אותן לא יכלו להפיק כבודדים. בהתבסס על רעיון זה, יצר ד"ר בצלת נחיל של ננו רובטים שניתן להזריקם לגוף ואשר מתקשרים ביניהם ומגיבים לאותות מהסביבה על ידי הפעלה או מילוי של יעדים ספציפיים.

הננו רובוטים יקבלו את ההחלטות

פיתוחיו של ד"ר בצלת הם צעד משמעותי נוסף לקראת הטמעה של מחשוב ביולוגי באורגניזמים חיים. "במסגרת המחקר פיתחנו רובוטים העורכים חישובים בעודם בתוך האורגניזם ומבצעים החלטות להפעלה או אי הפעלה של מטענים ייעודיים כגון תרופות, או אנזימים רק כאשר תנאים מסוימים מתקיימים" מסביר ד"ר בצלת, ומוסיף כי ניתן להחדיר מיליארדים של ננו רובוטים כאלה בתוך טיפה יחידה של תמיסת סיילין המוזרק לגוף.

לדברי ד"ר בצלת, הרובוטים מחקים מעברים לוגיסטיים, מקבלים קלט מהביוכימיה של החיה וכותבים את הקלט שלהם בצורת מטען המופעל על תאים ייעודיים. הרובוטים שלו מסתמכים על הפלט שלהם גם כהזנת קלט לרובוטים אחרים, לצורך ביצוע פעולות מורכבות יותר. "יכולת זו תאפשר בעתיד להטעין את הרובוטים בהרכב תרופתי מוגדר ולהניח להם להחליט איזה שילוב תרופות להפעיל, בהתבסס על ממצאיהם בתוך גוף החולה".

בנוסף ליתרונות הברורים שמעניקים הננו-רובוטים בתחום הדיאגנוסטיקה והחדרת תרופות, אומר ד"ר בצלת שבעתיד ניתן הם יוכלו לחולל מהפכה גם בחדר הניתוח. "ניתן לתכנת את הננו-רובוטים כך שיתמקדו בממשק בין המטרה לרקמת הרקע, כלומר, לאחר שהרובוט מוחדר ומתחבר לאתר הפגוע, הוא יכול להפעיל את המטען שלו, שיכול לכלול, לדוגמא, אנזימים – ולהשמיד את הקשרים בין תאים ספציפיים". לדבריו, פעולה זו דומה לפעולתו של איזמל המנתחים, אבל שלא כמו האיזמל, הרובוט יכול לבצע את החיתוך ברמת דיוק מיקרוסקופית.

המטרה - טיפול רפואי זול ונגיש לכולם

מחקריו של ד"ר בצלת הוכיחו לראשונה את יעילותה של מערכת המבוססת על ידע ננו-רובוטי בתוך אורגניזם חי. עם זאת הממצאים המעודדים התקבלו בעקבות ניסוי שבוצע על מקק מסוגBlaberus discoidalis  כמערכת ניסיונית.

לדברי ד"ר בצלת עדיין נדרשים מאמצים רבים לפני שננו-רובוטים ישמשו בהליכים רפואיים סטנדרטיים, או אפילו בניסויים קליניים על בני אדם. אחד האתגרים המרכזיים העומדים כיום בפני ד"ר בצלת וצוותו הוא הפיכת הרובוטים לבלתי נראים מבחינת המערכת החיסונית של יונקים, על מנת לאפשר לרובוטים עמידות של שעות ואפילו ימים שלמים בתוך מערכת הדם.

ד"ר בצלת משוכנע כי בסופו של דבר, הקדמה הרפואית תלויה בפיתוחים מדעיים מוצלחים ובמימון הדרוש לכך. "כיום ניתוחים הם ענין יקר, והם נגישים רק לחולים בעלי אמצעים," הוא אומר. אבל עלות הפבריקציה של צוות עמיד של מיליארדי ננו-רובוטים רפואיים והזרקתם לזרם הדם לצורך הפעלת תהליכים ספציפיים, היא נמוכה מאד. וזה הדבר שיכול לחולל מהפכה בטיפול הרפואי ולהציל חיי חולים בכל העולם".

לכתבות נוספות...