Cercetătorii au dezvoltat „spermatozoizi-robot” controlaţi magnetic, o tehnologie inovatoare cu potenţial de a transforma diagnosticul şi tratamentul infertilităţii, precum şi al afecţiunilor uterine. Aceşti microroboţi biologici ar putea deschide noi perspective în medicina reproductivă şi în livrarea ţintită a medicamentelor.
O echipă de cercetători din Olanda a dezvoltat o tehnologie inovatoare care transformă spermatozoizii în micro-roboti controlaţi magnetic, cu potenţial de a revoluţiona tratamentele pentru infertilitate şi afecţiuni ale aparatului reproducător feminin.
Spermatozoizii au fost acoperiţi cu nanoparticule magnetice, ceea ce le-a conferit două proprietăţi esenţiale: posibilitatea de a fi urmăriţi în timp real prin imagistică cu raze X şi capacitatea de a fi ghidaţi cu ajutorul câmpurilor magnetice externe.
Această tehnologie oferă o soluţie la o problemă veche: dimensiunile extrem de mici şi densitatea scăzută a spermatozoizilor îi fac aproape invizibili pentru tehnicile imagistice clasice.
„Până acum, vizualizarea spermatozoizilor în interiorul corpului era aproape imposibilă”, a declarat Islam Khalil, cercetător la Universitatea din Twente, Olanda, instituţia care a coordonat studiul, citat într-un comunicat.
Inovaţia constă în stratul magnetic care acoperă celulele sexuale masculine. În mod normal, spermatozoizii sunt aproape imposibil de vizualizat în interiorul organismului uman cu ajutorul radiografiilor, dar stratul magnetic le permite să fie vizibili şi controlaţi prin câmpuri magnetice externe.
Într-un studiu publicat recent în revista npj Robotics, echipa a demonstrat că tehnologia poate funcţiona într-un model anatomic 3D la scară reală al aparatului reproducător feminin.
Microroboţii sunt creaţi din celule de spermă bovină, acoperite cu nanoparticule magnetice. Deşi tehnologia nu a fost încă testată pe organisme vii, umane sau animale, cercetătorii au reuşit să îi piloteze pe modelul artificial de la nivelul colului uterin, prin cavitatea uterină şi până spre trompele uterine, zone unde de obicei are loc fertilizarea.
Progresul acestor microroboţi a fost urmărit în timp real folosind raze X, o realizare imposibilă până acum cu spermatozoizi naturali.
Microroboţii medicali sunt dispozitive extrem de mici, concepute pentru a fi introduse în organism cu scopul de a efectua tratamente extrem de precise şi localizate.
Într-un exemplu anterior, în 2022, cercetătorii au folosit un grup de astfel de roboţi pentru a eradica o infecţie pulmonară letală la şoareci.
În domeniul sănătăţii reproductive, această tehnologie ar putea permite livrarea directă a medicamentelor către uter, trompe uterine şi alte zone greu accesibile, îmbunătăţind tratamentele pentru afecţiuni precum cancerul uterin sau fibroamele uterine.
În noul studiu, cercetătorii au constatat că, prin creşterea concentraţiei de nanoparticule de oxid de fier care formează stratul exterior al microroboţilor, au putut obţine un control mai precis şi o vizibilitate mai bună a acestora în timpul ghidării, menţinând în acelaşi timp un profil sigur, fără efecte dăunătoare asupra celulelor testate.
Testele de laborator au arătat că aceste nanoparticule nu sunt toxice pentru celulele uterine umane, chiar şi după 72 de ore de expunere.
Lipsa unor metode neinvazive de monitorizare în timp real a spermatozoizilor a limitat înţelegerea proceselor de fertilitate şi a eficienţei tratamentelor actuale. Cercetătorii consideră însă că această tehnologie ar putea contribui la o mai bună înţelegere a modului în care spermatozoizii se deplasează în organism şi ar putea ajuta la elucidarea unor cazuri de infertilitate masculină.
Această abordare ar putea fi folosită în viitor pentru tratarea unor afecţiuni care cauzează infertilitate, precum cancerul uterin, endometrioza sau fibroamele uterine.
Cancerul uterin este o afecţiune gravă care, netratată, poate fi fatală, provocând în 2023 peste 13.000 de decese numai în Statele Unite. În prezent, tratamentele existente nu pot viza cu precizie anumite zone ale sistemului reproducător, ceea ce limitează eficienţa terapeutică.
Tehnologia bazată pe spermatozoizi-robot oferă, de asemenea, noi oportunităţi pentru cercetare. Urmărirea în timp real a mişcării spermatozoizilor în interiorul sistemului reproducător feminin ar putea ajuta la înţelegerea mai profundă a proceselor de fertilizare şi a cazurilor inexplicabile de infertilitate.
În plus, tehnica ar putea îmbunătăţi procedurile de fertilizare in vitro (FIV), care duc anual la naşterea a zeci de mii de copii la nivel mondial, deşi deocamdată nu este clar cum ar putea fi optimizat procesul.
Chiar dacă studiile de laborator au arătat că spermatozoizii modificaţi nu au efecte toxice asupra celulelor uterine, chiar şi după trei zile de expunere, ceea ce sugerează un profil iniţial de siguranţă promiţător, cercetătorii subliniază că sunt necesare multe studii suplimentare înainte de începerea oricăror teste clinice pe oameni.
Această tehnologie se află în fază experimentală, iar medicamentele destinate livrării directe prin spermatozoizi-robot nu au fost încă stabilite.
Totuşi, cercetătorii cred că, în viitor, aceasta ar putea reprezenta o metodă revoluţionară de tratament pentru milioane de femei care se confruntă cu infertilitatea sau afecţiuni severe ale aparatului reproducător.
