روبوتات الحيوانات المنوية: ثورة في الطب الحديث

إن توصيل الأدوية بدقة في الطب ليس بالأمر الجديد لأنه كان هناك الكثير من الأبحاث باستخدام الروبوتات النانوية لفترة طويلة.

يسعى الباحثون دائمًا إلى إيجاد طرق لإنشاء روبوتات أو روبوتات بيولوجية ذات أحجام صغيرة للغاية لنقل مواد كيميائية خاصة للوصول إلى المناطق المريضة في جسم الإنسان للتلاعب بها وعلاجها.

ومع ذلك، هناك العديد من المشاكل التي يجب حلها، مثل حجم الماء الكبير جدًا للروبوت، أو صعوبة التحكم فيه لتحقيق الوصول المطلوب. إضافةً إلى ذلك، يتفاعل جسم الإنسان داخليًا دائمًا مع دخول "مكونات غريبة".

في إنجاز علمي مذهل، حوّل باحثون الحيوانات المنوية إلى روبوتات حيوية صغيرة الحجم، يمكن التحكم بها عن بُعد لأداء مهام طبية معقدة. نُشرت الدراسة في مجلة npj Robotics.

على الرغم من أنها لا تظهر إلا في أفلام الخيال العلمي ، إلا أن "روبوتات الحيوانات المنوية" هذه فتحت عصراً جديداً للطب الدقيق، وتبشر بمستقبل يصبح فيه علاج الأمراض أكثر فعالية وأماناً من أي وقت مضى.

في حين أن العلاجات التقليدية مثل العلاج الكيميائي، على الرغم من فعاليتها في قتل الخلايا السرطانية، يمكن أن تسبب آثارًا جانبية خطيرة بسبب تأثيرها على الجسم بأكمله، فإن هدف الطب الحديث هو إنشاء أنظمة توصيل "ذكية"، "ساعي بريد" صغار يمكنهم التحرك عبر جسم الإنسان، والتعرف على وجهات محددة، وتسليم أدوية العلاج فقط حيث هناك حاجة إليها.

والمثير للدهشة أن الحيوانات المنوية هي المرشح الأمثل لهذا الدور. فهي سبّاحة طبيعية، قادرة على التحرك بسرعة ومرونة عبر بيئات معقدة لأنها أصغر خلايا الجسم. وهذا يجعلها "روبوتات" صغيرة مثالية للتنقل عبر قنوات وأنسجة الجسم.

علاوة على ذلك، ولأنها خلايا داخلية المنشأ، فهي كاملة ومتوافقة حيويًا. يسهل العثور على الحيوانات المنوية، ويمكن تحويلها إلى مغذيات للجسم، والأهم من ذلك، أنها جيدة التحمل من قبل الجسم، مما يقلل من خطر ردود الفعل المناعية. وقد دُرست حركة الحيوانات المنوية وفهمت، مما يسهل التحكم فيها.

لتحويل الحيوانات المنوية إلى روبوتات قابلة للتحكم، استخدم فريق بحثي دولي بقيادة فيرونيكا ماجدانز وإسلام إس إم خليل من جامعة توينتي (هولندا) طريقة مبتكرة. غطوا خلايا حيوانات منوية ثورية (تشبه في بنيتها الحيوانات المنوية البشرية) بجسيمات نانوية من أكسيد الحديد.

المميز في هذه الحبيبات أنها ليست مغناطيسية بحد ذاتها، بل تصبح مغناطيسية بقوة عند تطبيق مجال مغناطيسي خارجي. هذا الطلاء المغناطيسي هو ما يُمكّن الباحثين من التحكم بالحيوانات المنوية بدقة مذهلة. فبتطبيق مجال مغناطيسي دوار، يمكنهم جعل "روبوتات الحيوانات المنوية" هذه تسبح في أي اتجاه، بل ويتحكمون في سرعتها.

علاوة على ذلك، ولأن الجسيمات النانوية مرئية بالأشعة السينية، يمكن للعلماء تتبع حركتها آنيًا أثناء مرورها عبر نموذج مطبوع ثلاثي الأبعاد لجسم الإنسان. توفر تقنية روبوتات الحيوانات المنوية مجموعة واسعة من التطبيقات المحتملة. ومن أبرز المجالات الواعدة الصحة الإنجابية.

يؤثر العقم غير المبرر على ملايين الأشخاص حول العالم ، وقد تُحدث القدرة على رؤية الحيوانات المنوية والتحكم بها في الجهاز التناسلي الأنثوي ثورةً في التشخيص والعلاج. يمكن للأطباء استخدام روبوتات الحيوانات المنوية لرؤية ما يحدث داخل قناتي فالوب، وتحديد الانسدادات أو غيرها من المشاكل، وتوصيل أدوية مُحسّنة للخصوبة مباشرةً إلى البويضة، أو حتى مساعدة الحيوانات المنوية الضعيفة على الوصول إليها.

لكن هذه ليست سوى البداية. يتصور الباحثون أيضًا مستقبلًا يُمكن فيه استخدام هذه الروبوتات الحيوية الصغيرة لتوصيل الأدوية لعلاج مجموعة متنوعة من الأمراض، بما في ذلك السرطان. يمكن "تحميل" الحيوانات المنوية بأدوية العلاج الكيميائي وتوصيلها مباشرةً إلى الأورام، مما يؤدي إلى قتل الخلايا السرطانية دون الإضرار بالخلايا السليمة الأخرى.

يمكن أيضًا تزويدها بأجهزة استشعار للكشف عن العلامات الكيميائية للأمراض، مما يسمح بتشخيص مبكر وأكثر دقة. ورغم الإمكانات الهائلة، لا تزال هناك عقبات كثيرة يجب التغلب عليها قبل تطبيق هذه التقنية على نطاق واسع. وأهمها مسألة السلامة. فبينما يُعتقد أن جسيمات أكسيد الحديد النانوية غير سامة للخلايا البشرية، لا تزال آثارها طويلة المدى بحاجة إلى دراسة.

تُعدّ هذه الدراسة دليلاً قاطعاً على قدرة الإبداع البشري على تحويل ما استغرق ملايين السنين من التطور إلى أداة عالية التقنية تُفيد الطب. من كان ليتصور أن خلية حيوان منوي صغيرة ستحمل مفتاح عصر جديد من الطب الدقيق؟ يبدو أن الإجابة كانت واضحة أمامنا منذ البداية.