TLDR: Inženýři z Tokijské univerzity nyní přišli na způsob, jak pohánět drobné mikroskopické struktury bez potřeby vnějšího zdroje energie. Oznámení tuna.

Nanotechnologii má každý rád! Hádám, že dokonce i její největší kritici z řad konspiračních „teoretiků“ – kdyby se objevila nanotechnologie, která namísto zbytečnosti jako doručování léků raději doručovala Braníka levně rovnou do těla, odvážím se tvrdit, že řada z vokálních odpůrců přehodnotila svou kritiku!

Nicméně, to je momentálně stejně tak teoretické, jako první využití. Ačkoliv principy stojící za nanotechnologií jsou samože reálně v medicíně využívány (říká se jim „chemie“ a „fyzika“), skutečně pokročilé dopravě molekulárních struktur léků brání především absence jednoduchého dopravního prostředku. To možná ale nyní napravili japonští vědátori svým využitím… mikroorganismů.

Mikrobe, chytni volant

Stávající nano či mikročástice musí k jejich cíli uvnitř těla něco dopravit. V tomto směru se typicky skloňují magnetické nanočástice, které lze manipulovat magnetickým polem. Problém je, že to pole musí něco velmi přesně generovat – v praxi by tak podobné nanočástice musel po každé dávce někdo nasměrovat k místu doručení třeba pomocí magnetické rezonance. Ne, ani mě taková věc nehnije ve sklepě.

Vědátoři samože ví, že téma doručování léčiv je složité, existuje tak plejáda mnoha nápadů na řešení (třeba včetně tuzemského využití RNA). Nicméně dnes se zbičujeme japonským konceptem pohybu nanočástic pomocí jednobuněčných řas Chlamydomonas reinhardtii! Ty v jejich studii pohybují strukturami jako malí koníčci připojení k povozu (tedy částici).

Každá buňka C. reinhardtii má na šířku pouhých 10 mikrometrů, společně však mohou táhnout struktury až pětkrát větší, než je jejich individuální velikost – otevírají tak podle Japonců zcela nové možnosti pro vývoj složitých mikrostrojů…

Mikrotech dělá řasy

Buňka je poháněna dvěma bičíky, které pohánějí každou jednotku vpřed podobně jako při plavání prsou. Dané buňky byly pro potřeby studie uvězněné ve speciálně navrženém koši připomínajícím uzdu, vyčnívají dopředu a umožňují jí při pádlování táhnout zbytek vozidla za sebou.

Výhodou konceptu není jenom pohon. Řasy jsou považovány za bezpečné pro lidskou spotřebu. Na rozdíl od jiných mikromotorů, které vědci navrhli – a které se často spoléhají na vnější zdroje energie, jako je magnetické nebo elektrické pole – se přitom živé motory jako C. reinhardtii mohou pohybovat autonomně.

Vedoucí vědátor Haruka Oda a jeho kolegové navrhli pro řasy dvě různá polymerová vozidla vytištěná na 3D tiskárně, z nichž každé má šířku 50 až 60 mikronů. Pro představu, průměrný lidský vlas má tloušťku asi 100 mikronů.

Dlouhá tradice

To umožňuje vytvořit dva různé designy povozů – „koloběžku“ a „rotátor“. Buňka C. reinhardtii se přitom může bez zátěže dosáhnout rychlosti 100 mikrometrů za sekundu, takže vědci se nyní snaží zjistit, zda mohou tyto mikrostroje přimět k rychlejšímu a přesnějšímu pohybu.

Klasicky to však neznamená, že zítra vám váš doktor píchne do těla mikročástice poháněné uvězněnými řasami. Koncept demonstroval jenom možné užití in vitro – to, jak jej navigovat k cíli, či i vůbec potenciální zdravotní nezávadnost, bude ještě mnohem složitější budoucí testování. S nejasným výsledkem…

Člověk má ale – ať se nám to líbí či ne – dlouhou tradici v ochočování jiných biočichů pro své účely. A pokud by nám nové protinádorové či jiné léky pomohly do reality přivést právě řasy… Bylo by to vlastně docela padnoucí pokračování v historii domestikace sahající nejméně do paleolitu!

[Ladislav Loukota, ŠLN]

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – jeho kontaktní mail je vedatororg@seznam.cz