Спермоботы: клетки с магнитными наночастицами могут изменить будущее фертильности

Исследователи из Техмед-центра Университета Твенте превратили настоящие сперматозоиды в крошечных магнитно управляемых микророботов. Этих "спермоботов" теперь можно отслеживать в реальном времени с помощью рентгеновской визуализации — прорыв в медицинской микроробототехнике.

Эта разработка, опубликованная в npj Robotics, может открыть новые возможности в репродуктивной медицине, доставке лекарств и диагностике бесплодия.

Сперматозоиды — это естественно быстрые и гибкие пловцы, способные перемещаться в сложной среде женского репродуктивного тракта, что делает их перспективными кандидатами для медицинской микроробототехники. Однако их почти невозможно увидеть внутри человеческого тела традиционными методами визуализации, такими как рентген. Они маленькие, имеют низкую плотность и почти прозрачны для излучения.

"До сих пор визуализация сперматозоидов внутри тела была практически невозможна", — говорит ведущий автор исследования Ислам Халил.

Покрытие сперматозоидов

Вместе с коллегами из Медицинского центра Университета Радбауд и Университета Ватерлоо (Канада) исследователи покрыли настоящие сперматозоиды магнитными наночастицами. Это сделало их видимыми под рентгеном и чувствительными к внешним магнитным полям. Впервые такие микророботы на основе сперматозоидов могут отслеживаться и управляться внутри анатомической модели в натуральную величину.

Попав внутрь, они потенциально могут доставлять лекарства в труднодоступные места, такие как матка или фаллопиевы трубы. Препарат загружается непосредственно в тела сперматозоидов. "Мы превращаем собственные клеточные системы доставки природы в программируемых микророботов", — говорит Халил. Это может стать важным шагом вперёд для таргетной терапии таких состояний, как рак матки, эндометриоз или миомы, для которых в настоящее время не хватает точных методов доставки лекарств.

Безопасный взгляд на оплодотворение

Помимо точной доставки лекарств, эта технология также может дать новое представление о тайне того, что происходит внутри тела во время оплодотворения. Отслеживая движение сперматозоидов неинвазивно внутри репродуктивной системы, исследователи надеются лучше понять необъяснимое бесплодие, механизмы транспорта сперматозоидов и даже улучшить методы ЭКО.

Тесты показали, что кластеры сперматозоидов с наночастицами оставались биосовместимыми, не вызывая значительной токсичности для клеток человеческой матки даже после 72 часов воздействия. Это делает их подходящими кандидатами для будущих in-vivo применений.