Mikrorobot popravlja prekinutu leđnu moždinu

Sve može zarasti osim živca. Ili, malo drugačije: „Jednom prekinut živac ostaje zauvijek prekinut.“ Liječenje prekinutih živaca izvan je dosega medicine. Oštećenja leđne moždine ne mogu se liječiti, tko je jednom paraliziran, ostaje paraliziran zauvijek. Medicina tu ništa ne može.

Ne čini li vam se to već poznato? U doba napoleonskih ratova za komplicirane prijelome jedina je terapija bila amputacija, a za ozljede trbušne šupljine morfij – ako ga je bilo. U srednjem vijeku ljudi su neizbježno umirali od upale slijepog crijeva. Kila je bila neizlječiva bolest. S bubrežnim se kamencima čovjek morao nositi cijeli život. Čitam eseje francuskog renesansnog pisca i filozofa Montaignea. Hvali se da je dobrog zdravlja jer, kaže, može zadržavati mokraću šest sati – jedno što ga muči su bubrežni kamenci. Nazdravlje!

No nećemo sada o renesansi, humanizmu i zadržavanju mokraće. Da živi u naše doba, Montaigne bi se lako riješio bolesti koja mu je zagorčavala posljednje godine života. Vađenje bubrežnih kamenaca danas je rutina, kao što je rutina i operacija slijepog crijeva, da ne spominjemo operacije srca i krvnih žila. Treba nešto malo pročitati o povijesti medicine, pa biti zahvalan i medicini i liječnicima, a ne stalno kukati i govoriti kako medicina ništa ne može. Može, može i te kako da može!

Medicina je na putu da učini i ono što sam na početku ovog članka napisao da se učiniti ne može – zacijeliti prekinutu leđnu moždinu. Tome daje nadu znanstveni rad „Long-span delivery of differentiable hybrid robots for restoration of neural connections“ što su ga napisali kineski znanstvenici te objavili u časopisu Matter. Oni su, jednostavno rečeno, prekinuli štakorima leđnu moždinu, a potom je spojili i to tako dobro da je štakor mogao sasvim lijepo hodati već nakon tri tjedna. Kako je to moguće?

Moguće je zahvaljujući onome što piše u naslovu, naime hibridnim robotima (hybrid robots) ili preciznije (i za one koji vole kratice) zahvaljujući SCASRs (stem cell-assembled soft robots). Takvi „mekani roboti sastavljeni od matičnih stanica“ nimalo ne nalikuju robotima iz znanstveno-fantastičnih filmova koji kruže krvlju i limfom te popravljaju sve što ne valja. Roboti kineskih znanstvenika zapravo su kapljice ili „tekuće špekule“ (liquid marbles) sastavljene od tri komponente: zrnaca kremenog pijeska, magnetičkih čestica željezova karbonila presvučenih biopolimerom (polidopaminom) i, dakako, matičnih stanica.

Kapljice se mogu izraditi u svim veličinama, od sasvim malih, volumena jednog mikrolitra (ili jednog kubičnog milimetra) do velikih s pozamašnim volumenom od 100 μL ili 0,1 mL – ove posljednje već imaju promjer od nekoliko milimetara. Sve što treba učiniti s tim kapljicama je unijeti ih injekcijom na mjesto oštećene leđne moždine, a zatim uključiti oscilirajuće magnetsko polje.

Magnetsko polje čini robota od onoga što robot nije, naime od kapljice polidopamina s kremenim pijeskom i željezovim karbonilom. Jer upravo magnetsko polje vuče robota prema mjestu ozljede. (Hoćemo li robotima smatrati i ono što se ne kreće vlastitim pogonom, bez motora, stvar je dogovora.) Najveća brzina? Pri jakosti polja od 15 mT i frekvenciji 11 Hz čestice se kreću kroz krv najvećom brzinom. Ona iznosi 0,75 milimetra u sekundi ili, ako baš hoćete, 2,7 metara na sat.

Kruta tvar u kapljici, čestice silicijeva dioksida i željezov karbonil, omogućuju rendgensko praćenje (kompjuteriziranom tomografijom, CT) gibanja robota, a time i precizno smještanje matičnih stanica na ozlijeđeno mjesto. Dodajmo tome da je broj matičnih stanica podešen tako da ih bude milijun u kubičnom milimetru, rekli smo uglavnom sve što treba reći o robotima za liječenje leđne moždine.

Još nam ostaje medicinska strana. Test se sastojao u tome da su štakore stavljali na ravnu podlogu, a onda ih puštali da po njoj hodaju – ako mogu. Po tragu se jasno vidjelo da je životinja dva tjedna vukla stražnje noge da bi se nakon tri tjedna osovila na sve četiri. Što će od te metode biti ne znam, no nadajmo se najboljemu.

Nenad Raos, rođen u Zagrebu 1951., je kemičar, znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, od 2017. u mirovini. Autor je oko 200 znanstvenih i stručnih radova iz područja teorijske i bioanorganske kemije te povijesti i filozofije znanosti. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Sada piše za Čovjek i svemir te za mrežne stranice Panopticum i, naravno, Bug online. Autor je 16 znanstveno-popularnih knjiga, među kojima je i „Kemičar u kući – kemija svakodnevnog života“.