A Pennsylvaniai Állami Egyetem (PSU) kutatói jelentős előrelépést tettek az orvosi nanotechnológia területén: apró szintetikus motorok segítségével élő sejtek mozgását irányították. Sok szakértő szerint az ilyen megoldásokban rejtőzhet a gyógyászat jövője: a szervezetbe bejuttatott nanobotok diagnosztizálják a problémát, célzottan gyógyszereket juttatnak be, megszűntetik a mérgezést vagy a betegség más kiváltó okait, illetve a természetesen zajló folyamatok gátlása vagy serkentése révén segítik a gyógyulást. Ami a rövidtávú terveket illeti, a mostani kísérletek során irányított sejtekhez hasonló módon a szervezetben járőröző sejteket lehetne létrehozni, amelyek kommunikációs feladatokat látnának el, illetve a betegségek kezelésében is szerepet vállalnának.

Ennek megvalósítása érdekében persze először is azt kellett kitalálni, hogyan lehet ilyen aprócska méretű objektumokat irányítani. A teljesen precíz kontroll megvalósítása még ugyan évtizedekre van, időről időre történnek ugyanakkor olyan áttörések, amelyek jelzik, hogy közeledünk a célhoz. Ilyen a PSU kutatóinak mostani eredménye is.

A vegyészekből és mérnökökből álló kutatócsoport tagjai aprócska motorokat ültettek be a sejtekbe, majd ultrahanggal és mágnesekkel mozgatták ezeket. Ez még persze messze nem olyan elegáns megoldás, mintha saját, független meghajtással szerelték volna fel a sejteket, fontos lépést jelent azonban a végső cél felé. A kísérletek során használt nanomotorok aprócska, rúd formájú részecskék, amelyek belülről lökdösik a megfelelő irányba a sejtmembránt, és vele a sejtet is.

A kutatás során számos érdekességre fény derült magukkal a sejtekkel, főleg ezek mechanikai sajátosságaival kapcsolatban is. Tom Malluok, a projekt egyik résztvevője szerint elképzelhető, hogy egyes betegségek pusztán a sejt nanomotorok általi alakítása révén is kezelhetők lehetnek. Az apró részecskékkel sejten belüli műtétek hajthatók végre, illetve precízen célzott hatóanyagok juttathatók be a megfelelő helyekre.

Ez az első alkalom, hogy élő sejteken használták a nanomotorokat. A tíz évvel ezelőtt készült első generációs motorok még toxikus üzemanyagokat használtak, így élő szövetekben nem lehetett ezeket alkalmazni. Az új generáció tagjai azonban már ultrahanggal működnek: a rudacskák két végéről szóródó hullámok biztosítják az előrehaladást. A kutatók HeLa-sejtekbe juttatták be a részecskéket, majd megpróbálták irányítani a sejtek mozgását. Alacsony energiák mellett a motorok nem sok hatást fejtettek ki, magasabbra kapcsolva azonban már sikerült mozgásra bírni a sejtet, illetve a motorok annak belső rendszereit is képesek voltak átalakítani, sejtszervecskéket toltak odébb, illetve semmisítettek meg, és membránokat lyuggattak ki. Még jelentősebb volt a hatás, amikor mágneseket is bevetettek a nanomotorok irányítására. A módszert működés közben láthatjuk a mellékelt videókon: az első felvételen a sejten belüli „lakberendezésnek” lehetünk tanúi, a másikon pedig egy sejtekből álló láncot raknak össze, majd bírnak mozgásra a nanorobotok.