Chinesen kontrollieren Immunzellen aus der Ferne. Natürliche Mikrobots werden der Medizin helfen

Die Neutrophilen sind als Teil des unspezifischen Immunsystems die erste Verteidigungslinie unseres Körpers gegen Krankheitserreger. Ihre Vorteile sind ihre schnelle Reaktionsfähigkeit, ihre Fähigkeit, verschiedene Bedrohungen zu beseitigen, und ihre Fähigkeit, von Blutgefäßen in infiziertes Gewebe einzudringen. Sie sind daher hervorragende Kandidaten für den Einsatz als Mikroroboter. Die meisten bisherigen Strategien für ihren gezielten Einsatz stützen sich jedoch auf ihre natürliche Wirkungsweise, der es oft an Schnelligkeit und Präzision mangelt.

Chinesische Forscher der Universität Jinan haben sich vorgenommen, dies zu ändern. In ACS Central Science berichteten sie über den Einsatz optischer Pinzetten zur Manipulation von Neutrophilen in einem lebenden Organismus. Die Wissenschaftler entschieden, wann die neutrophilen Granulozyten aktiviert werden und welchen Weg sie zu ihrem Ziel nehmen würden. Auf diese Weise konnten sie Medikamente genau an den gewünschten Ort bringen und den Körper reinigen, ohne dass die Neutrophilen selbst verändert werden mussten. Auf diese Weise nutzten sie die natürlich im Körper vorhandenen Neutrophilen als Mikroroboter, die sie steuern konnten.

Die Chinesen sind nicht die ersten, die versuchen, Mikroroboter für medizinische Zwecke einzusetzen. Bei den meisten derzeitigen Techniken werden jedoch Mikroroboter außerhalb des Körpers erzeugt und in den Körper eingeführt. Dies bringt jedoch eine Reihe von Problemen mit sich, von der Verursachung von Entzündungen bis hin zur Entfernung der Mikroroboter durch den Körper, bevor sie ihren Zweck erfüllen können. 

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Es war bereits bekannt, dass es möglich war, Neutrophile mit Licht zu manipulieren. Diese Versuche wurden jedoch in vitro durchgeführt. Es war nicht klar, ob diese Kunst auch in vivo erfolgreich sein würde.

Xiaoshaui Liu und sein Team benutzten einen Laser, um eine optische Pinzette herzustellen, mit der sie Neutrophile im Schwanz der Streifenbarsche kontrollieren konnten. Dabei konnten sie die Neutrophilen mit einer Geschwindigkeit von bis zu 1,3 Mikrometern/s bewegen, dreimal schneller als die natürliche Bewegung dieser Zellen. Die Wissenschaftler zeigten auch, dass sie in der Lage waren, die natürliche Aktion der Neutrophilen zu kontrollieren. Sie entschieden, wann und wohin sich die Neutrophilen aus den Blutgefäßen in das Gewebe bewegen würden, und in einem anderen Experiment befahlen sie der Zelle, ein Stück Nanoplastik einzufangen und zu transportieren.

Die Verwendung natürlicher Neutrophiler als gelenkte Mikroroboter in Verbindung mit einer intelligenten Steuerung ihrer Aufgaben ist ein vielversprechender Weg, um komplexe Operationen in lebenden Organismen durchzuführen, z. B. bei der Behandlung von Entzündungskrankheiten, so die Schlussfolgerung der Studienautoren.