Ученые вводят крошечные устройства в кровоток для точной доставки лекарств.
Новая перспектива лечения рака открылась в прошлом месяце, когда ученые впервые успешно использовали крошечных роботов нанометрового размера для лечения раковых опухолей у мышей, сообщает Интернет газета Android-Robot.com.

Ученые из Университета штата Аризона и Национального центра нанонауки и технологий Китайской академии наук  ввели нанороботов, сделанных из свернутого листа ДНК, в кровоток мышей. Они нацелены на кровеносные сосуды вокруг раковых опухолей, вводя в них препараты для свертывания крови, чтобы перекрыть им кровоснабжение.

Согласно исследованию, опубликованному в Nature Biotechnology, в феврале лечение помогло уменьшить опухоли и предотвратить их распространение.  Идея о том, что армии крохотных роботов патрулируют наши тела, очищают и обслуживают их, была темой научной фантастики на протяжении десятилетий. Сюжет фильма 1966 года «Фантастическое путешествие», в котором подводная лодка ученых уменьшена до микроскопических размеров и введена в кровоток коллеге, чтобы спасти его жизнь, теперь приближается к реальности.  Ученые изучают возможность использования наноботов в различных медицинских целях, не только для борьбы с раком, но и для разблокирования кровеносных сосудов в труднодоступных местах, взятия биопсии или измерения уровня определенных химических веществ в недоступных иным образом областях тела. Наноробот — это устройство размером обычно от 0,1 до 10 микрометров (микрометр составляет одну миллионную метра), примерно размером с эритроцит или меньше.

«Это слишком мало, чтобы добавить традиционный роботизированный элемент, такой как двигатель, компьютерный чип или камеру», — объясняет Эрик Диллер, доцент, возглавляющий лабораторию микроробототехники в Университете Торонто. Было показано, что биоинженерные боты, сделанные из ДНК, такие как те, что используются в тестах на опухоли у мышей, способны доставлять небольшие дозы лекарств с большой точностью.

Однако, прежде чем хирургические нанороботы дойдут до клинических испытаний, необходимо преодолеть ряд препятствий. Заставить крохотных роботов добраться до определенного участка тела и оставаться там достаточно долго, чтобы провести процедуру, является большой проблемой, учитывая скорость и частоту кровотока в человеческом теле.

Наноботы также должны избегать выхода из организма, как и другие токсичные или инородные тела. «Введение его [наноробота] в кровоток и возможность найти цель в значительной степени сродни проблеме, которая возникает у нас с химиотерапией», — говорит профессор Гуан-Чжун Ян, директор и основатель Центра роботизированной хирургии Hamlyn в Имперском колледже Лондон. Химиотерапевтические препараты убивают как здоровые, так и раковые клетки, поэтому вводимые нанороботы должны будут тщательно различать их, чтобы превзойти нынешнюю форму лечения, сообщает Интернет газета Android-Robot.com.

По словам г-на Диллера, нанороботам будет легче работать в тех частях тела, где кровоток медленнее, например, в капиллярах глаза или в жидкостях за пределами системы кровообращения, таких как желудочки мозга или мочевыводящие пути.  Ультразвук можно использовать для продвижения наноботов, или, в качестве альтернативы, можно использовать бактерии или вирусы, чтобы доставить их в определенное место.

Ученые также изучают способы использования магнитных полей, чтобы нанороботы достигали определенных участков и оставались на месте, препятствуя току крови. Другой проблемой является отслеживание наноботов, когда они находятся внутри человеческого тела, поскольку они слишком малы, чтобы их можно было обнаружить на рентгеновских лучах и других традиционных технологиях визуализации. Отслеживание важно не только для обеспечения того, чтобы наноботы выполняли намеченные процедуры, но и для обеспечения безопасного удаления устройств и любой ткани, которую они повредили.

«Это серьезный вызов для нашей отрасли. Нет однозначного ответа», — говорит г-н Диллер. Он добавляет, что одним из возможных решений является создание биоразлагаемого нанобота. Ричард Керр, нейрохирург-консультант и член совета Королевского колледжа хирургов Англии, возглавляющий его Комиссию по будущему хирургии, считает, что эти технические проблемы будут решены из-за перенасыщения опыта и денег на исследования, вкладываемых в эту область.

По данным исследовательской компании Grand View Research, в 2016 году мировой рынок наномедицины оценивался в 138,8 млрд долларов. Однако сделать эту технологию рентабельной представляет собой гораздо более сложную задачу, говорит он.

«Вопросы больше касаются его применения — того, как мы его используем и как доставляем в клинику с экономической точки зрения».

Поскольку инфекция, ожирение, голод и диабет являются наиболее серьезными проблемами глобального здравоохранения, критики утверждают, что использование дорогостоящих методов лечения, таких как нанороботы, — не лучшее использование скудных средств на медицинские исследования.

Экономическая эффективность робототехники в хирургии уже изучается: недавнее исследование Медицинской школы Стэнфордского университета показало, что роботизированная операция по удалению пораженных почек стоит дороже, чем традиционная операция, и результаты не лучше, сообщает Интернет газета Android-Robot.com.

По словам Керра, для того, чтобы нанороботы были успешными, они должны показать, что могут превзойти ограничения хирургов-людей, а не копировать то, что они уже делают.

«Эта технология должна помочь хирургам и позволить им делать то, что они не могли раньше, — или она должна делать то, что мы делали раньше, но лучше», — говорит он. Прецизионное нацеливание на раковые опухоли, как показало исследование Университета штата Аризона на мышах, может быть тем случаем, когда нанороботы могут попасть туда, где скальпель хирурга-человека не может достичь.