Наноробот передвигающийся по кровеносному руслу человека – фантастика или реальность?

Микроскопический робот, передвигающийся по кровеносным сосудам человека, отыскивающий и уничтожающий поражённые заболеванием клетки – звучит, как нечто из области фантастики. Тем не менее, фантастика вскоре может стать реальностью: израильские учёные из научно-исследовательского института им. Вейцмана, трудящиеся над созданием такого «наноробота», достигли значительных результатов в своей работе.

Для того чтобы выполнять свои функции, подобное устройство должно быть размером менее клетки человеческого организма, но в то же время достаточно «умным» чтобы контактировать с ними. Чтобы достичь этого, учёным потребовалось создать компьютер на основе генетического материала - ДНК. До настоящего времени учёным удалось создать генетическое устройство, способное автономно функционировать внутри бактериальной клетки.

Несмотря на то, что это является огромным шагом в данном направлении, для того, чтобы применить эту технологию в отношении человеческих клеток, учёным ещё предстоит решить множество проблем, поскольку клетки человеческого организма устроены сложнее, нежели бактериальные клетки.

Многие заболевания человека вызывают генетические изменения на клеточном уровне. Так, например, в клетках, поражённых раковой опухолью, нарушается функция генов, ответственных за их нормальное деление, в результате чего клетки начинают делиться бесконтрольно, образуя опухоли. Задачей микроробота является «сканирование» клеток на предмет нормальной экспрессии генов. Он содержит заранее запрограммированную информацию относительно клетки и в случае если обнаруженная им внутри клетки информация соответствует имеющейся у него, он вырабатывает особый белок, воспринимаемый предназначенным для этого сканером в виде зелёного свечения.

По словам профессора Эхуда Шапиро и доктора Тома Рана из отделений биохимии и компьютерных наук и прикладной математики института им. Вейцмана, в будущем этот белок может быть заменён на другой, который будет способен вызывать разрушение клетки в случае обнаружения в ней дефекта. Учёными были смоделированы четыре вида бактериальных клеток, содержащих два генетических фактора: у первого вида клеток оба фактора функционировали нормально, у второго оба фактора не функционировали, а у третьего и четвёртого нормально функционировал лишь один из двух факторов. При проведённых испытаниях микроробот обнаруживал зелёное свечение только в клетке с двумя функционирующими факторами. В дальнейшем были разработаны более совершенные устройства, способные распознавать более сложные транскрипты.

Следующим шагом учёных должна стать попытка использования такой бактерии внутри человеческого организма с лечебными целями. А в дальнейшем планируется применение наноробота в клетках человека, хотя до того как это станет возможным может пройти немало времени, поскольку человеческие клетки во многом отличаются от бактериальных. Результаты исследования были недавно опубликованы в интернет-издании Nature’s Scientific Reports.