Robotické továrny přímo v lidském těle: to je budoucnost medicíny

Už v blízké budoucnosti budou miniaturní chemičtí roboti dopravovat léky přesně na to místo v těle pacienta, kde jsou potřeba. Aktivovat je přitom lékaři budou na dálku. Je o tom alespoň přesvědčen chemik František Štěpánek, který se vývojem takových robotů zabývá.

Nanotechnologie, ilustrační foto
Zdroj: ČTK

Chemičtí roboti mají fungovat jako miniaturní továrny, které vytvoří účinnou látku přesně v momentě, kdy bude potřeba. Uplatnění by měli najít zejména ve dvou oblastech - při léčbě nádorových onemocnění a jako nová generace antibiotik. Chemičtí roboti jsou složeni z materiálů, které lidské tělo dokáže rozložit.

U rakoviny mají roboti přinést zásadní změnu v tom, že toxická chemická léčba nebude působit na celé tělo pacienta, ale bude soustředěna jen do oblastí rozšíření nemoci. „Ten robůtek je na svém povrchu opatřen molekulami, protilátkami, které rozpoznají povrch buněk, k nimž se má přilepit,“ popisuje Štěpánek, který působí na Vysoké škole chemicko-technologické v Praze.

V současnosti vypadají lékařští roboti takto:

„Jakmile se roboti po těle rozmístí, tak se pomocí zobrazovacích metod, jako je magnetická rezonance, utvrdíme v tom, že se skutečně nashromáždili v cílovém místě nebo cílových místech, kterých může být třeba v případě nádorových onemocnění více,“ říká dvaačtyřicetiletý vědec. V takovém momentě je podle něj možné pomocí vnějšího magnetického pole roboty aktivovat.

Nanočástice českého původu na špičkové úrovni

„Tím spouštěcím mechanismem v našem případě jsou magnetické nanočástice uvnitř robota,“ vysvětluje Štěpánek. Miniaturní částice z oxidu železitého, s nimiž si lidské tělo bez problému poradí, je možné aktivovat a zase deaktivovat pomocí vysokofrekvenčního magnetického pole, tedy například skrze magnetickou rezonanci.

„Je to způsob, jak ovlivňovat chemické děje na lokální úrovni bezdrátovou komunikací,“ konstatuje odborník, který vede Laboratoř chemické robotiky na VŠCHT. Vnější magnetické pole nanočástice rozpohybuje, a tím se zahájí procesy uvnitř robota, které vedou k tomu, že se vylije účinná látka, kterou robot nese.

Příslušnou molekulu účinné látky v sobě přitom robot buď od počátku má, nebo se vytvoří až po jeho aktivování. V takovém případě s sebou robot nese několik od sebe oddělených molekul, které spolu reagují až v těle pacienta. Takový postup umožní použít i molekuly, které jsou samy o sobě nestabilní, a v současné době tak nemají lékařské využití.

Nano-antibiotika přicházejí

Toho je možné využít rovněž u antibiotik. Použití antibiotik z nestabilních molekul povede k tomu, že po účinné látce nebude třeba po několika hodinách v těle pacienta ani stopy. Bakterie tak nebudou mít možnost si vůči antibiotikům vytvořit rezistenci, jak se tomu nezřídka stává dnes, kdy zbytky antibiotik zůstávají v těle výrazně déle.

Jak velký problém je rezistence bakterií vůči klasickým antibiotikům?

Video Horizont ČT24
video

Horizont ČT24: Rezistenci na antibiotika má vyřešit vývoj nových léků

Antibiotika se na rozdíl od léků proti rakovině nebudou aktivovat magnetickým polem, ale setkáním s vodou. Do těla se budou podávat vysušené a proces chemické reakce se nastartuje hydratací robotů v těle pacienta. Roboty bude možné nastavit tak, aby se aktivovali v předem definovaném časovém měřítku.

Časový horizont, kdy se začnou chemičtí roboti užívat, se podle Štěpánka jen těžko predikuje. „Pro nějaké povrchové aplikace, záněty, mykózy si dokážu představit časovou škálu řádově jednotek let. Pro vnitřní aplikaci, tam deset let není žádná míra,“ dodává vědec, který ČTK poskytl rozhovor po nedávné přednášce v Českém centru v Berlíně.