De robotjes kunnen worden ingezet om tumorcellen in de hersenen te bestrijden.

Neutrobots

Deze minirobots kunnen via de bloedbaan naar de hersenen reizen om tumorcellen te bestrijden

De robotjes kunnen worden ingezet om tumorcellen in de hersenen te bestrijden.Beeld Boston Globe via Getty Images

Chinese onderzoekers leveren een opmerkelijk staaltje robotica af, in de hersenen.

Het nieuws kun je in een zin samenvatten, maar die zin toont niet de miraculeuze wetenschap die erachter schuilgaat: Chinese wetenschappers hebben robotjes gebouwd die naar de hersenen kunnen worden gestuurd om daar tumorcellen te bestrijden.

Klinkt simpel, maar ook onmogelijk. Hoe maak je robots die klein genoeg zijn om überhaupt iets te doen in het lichaam? Hoe krijg je die in de hersenen? En hoe stuur je ze naar de juiste plek: de tumor?

Voor microrobots, die klein genoeg zijn om door de bloedbaan te reizen en bijvoorbeeld ergens in het lichaam medicijnen af te leveren, wordt veel gekeken naar biologische vehikels, zoals virusdeeltjes, bacteriën of beweeglijke lichaamscellen als spermatozoïden.

Om van die natuurlijke materialen robots te maken, worden ze bijvoorbeeld geladen met een magnetisch materiaal, zodat ze met een magnetisch veld bestuurd kunnen worden. Het gaat in deze tak van wetenschap dus niet om robots die met bout en moer in elkaar gezet worden, maar om zogenoemde biohybride microrobots: natuurlijke cellen waar de mens een machine van maakt.

Bloedhersenbarrière

Als ze in het lichaam worden losgelaten kunnen zulke microrobots op twee problemen stuiten: ze worden gezien als vreemde indringers en door het immuunsysteem aangevallen en geruimd, of ze komen barrières tegen die ze niet kunnen slechten. Zoals de bloedhersenbarrière, de grensovergang tussen bloedvaten en hersenen die juist bedoeld is om deeltjes als bacteriën en virussen tegen te houden, omdat hersenen daarvoor extreem gevoelig zijn.

Onderzoekers van het Harbin Institute of Technology, in het noorden van China, vonden de oplossing in wat zij ‘neutrobots’ noemen. Het chassis van deze neutrobot is een cel die in het lichaam heel veel voorkomt, een neutrofiel, een van de witte bloedcellen. Vandaar de naam. Neutrofielen hebben het voordeel dat ze de bloed-hersenbarrière kunnen passeren.

En ze kunnen nog iets: fagocyteren, andere deeltjes zoals bacteriën of virussen opslokken. Van die eigenschap hebben de technologen gebruikgemaakt om van dit natuurlijke chassis een microrobot te maken. Ze bereidden een gel met magnetische deeltjes, verpakten die in een membraan van een doodgewone bacterie, en serveerden die aan neutrofielen.

Technologische doorbraak

De magnetische deeltjes zijn het motorblok van deze robot, de gel het laadruim waarin het medicijn tegen de hersentumor wordt gestopt. Het bacteriemembraan zorgt ervoor dat die twee goed door de neutrofiel worden opgenomen, en dat er geen medicijn weglekt voor de robot de plaats van bestemming heeft bereikt.

Het resultaat is een zwerm microrobotjes die met een magnetisch veld naar de juiste plek in het lichaam kan worden geleid en zonder moeite de bloedhersenbarrière passeert. In labexperimenten en in muizen laten de onderzoekers zien dat hiermee kankermedicijnen met grote precisie en dus effectiviteit in de hersenen kunnen worden afgeleverd.

De resultaten zijn deze week gepubliceerd in Science Robotics, en de commentatoren van dat vakblad zijn enthousiast. Het is een technologische doorbraak. Die zal echter niet direct in de kliniek te gebruiken zijn, waarschuwen de onderzoekers zelf. Daar is nu nog geen apparatuur die mensgrote magnetische velden kan genereren om een zwerm microrobotjes te besturen. En er zijn nog geen goede scanningstechnieken om die robotjes op de voet te volgen op hun weg. Maar als die technische beperkingen worden overwonnen, zeggen de onderzoekers, kunnen neutrobots medicijnen met ongekende precisie naar de plaats brengen waar die hun werk moeten doen.

Lees ook:

Deze rubberen robotjes leveren ongekende prestaties

Uit magnetisch rubber maken onderzoekers in Dresden robotjes die ongekende prestaties leveren.

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2021 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden