פריצת דרך בתחום הרפואה- ננו רובוטים של ד"ר עידו בצלת

בשנת 2012 ד"ר עידו בצלת ושותפו למחקר באוניברסיטת הארוורד, ד"ר שון דאגלאס, הדגימו כיצד טכניקת הננו-פבריקציה המכונה "אוריגמי של DNA" מסוגלת להפיק מבנה ננו-מטרי המצמיד את עצמו לרקמות ספציפיות בגוף, ולהפעיל מטענים יעודיים מוגדרים כתגובה לאותות מולקולריים ספציפיים. במאמר שפירסם לאחרונה במגזין Nature Nanotechnology, בצלת מציג התקדמות נוספת בתחום – יצירת צוות מתואם של ננו רובוטים המבצעים מטלות מורכבות בתוך גוף חי.

בצלת הוא מומחה לפרמקולוגיה ותרופות ניסיוניות, הצטרף למכון לננוטכנולוגיה וחומרים מתקדמים לאחר השלמת פוסט דוקטורט אחד בהארוורד ושני בMIT  (המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס), מתעניין בתחום המחקרי של "התנהגות נחילית" – הדינמיקה הביזורית שבה אורגניזמים פשוטים, המסוגלים לבצע מגוון מצומצם של פעולות, משתפים פעולה לצורך הפקת תוצאות אותן לא יכלו להפיק כבודדים.  בהתבסס על רעיון זה, בצלת ייצר "נחיל" של ננו רובטים שניתן להזריקם לגוף, ואשר מתקשרים ביניהם ומגיבים לאותות מהסביבה על ידי הפעלה או מילוי של יעדים ספציפיים.

פיתוחיו של בצלת מהווים התקדמות עצומה לקראת הטמעה של מיחשוב ביולוגי באורגניזמים חיים.

סריקת מקרוסקופ כח אטומי של ארכיטקטורת ננו-רובוט.

"במסגרת המחקר שלנו פיתחנו רובוטים העורכים חישובים בעודם בתוך האורגניזם ומבצעים החלטות להפעלה או אי הפעלה של מטענים ייעודיים כגון תרופות, פקטור גדילה או אינזימים – רק כאשר תנאים מסוימים מתקיימים," מסביר בצלת, ומוסיף כי ניתן להחדיר מיליארדים של ננו רובוטים כאלה בתוך טיפה יחידה של סיילין המוזרק לגוף.

"הרובוטים מחקים מעברים לוגיסטיים, מקבלים "קלט" מהביוכימיה של החיה ועל פיו כותבים את ה"פלט" שלהם בצורת מטען המופעל על תאים ייעודיים." הרובוטים של בצלת מסתמכים על ה"פלט" שלהם גם כהזנת "קלט" לרובוטים אחרים, לצורך ביצוע פעולות מורכבות יותר. בעתיד, זה יאפשר להטעין את הרובוטים עם הרכב תרופתי מוגדר ולהניח להם להחליט איזה שילוב תרופות להפעיל, בהתבסס על ממצאיהם בתוך גוף החולה.

בנוסף ליתרונות הברורים שמעניקים הננו-רובוטים בתחום הדיאגנוסטיקה והחדרת תרופות, בצלת אומר שבעתיד יוכלו לחולל מהפכה גם בחדר הניתוח. "ניתן לתכנת את הננו-רובוטים כך שיתמקדו בממשק בין המטרה לרקמת הרקע," אומר בצלת.  "כלומר, לאחר שהרובוט מוחדר ומתחבר לאתר הפגוע, הוא יכול להפעיל את המטען שלו, שיכול לכלול, לדוגמא, אינזימים – ולהשמיד את הקשרים בין תאים ספציפיים. וזה מדמה את פעולתו של איזמל המנתחים, אבל שלא כמו האיזמל, הרובוט יכול לבצע את החיתוך ברמת דיוק מיקרוסקופית.

זוהי הפעם הראשונה שמישהו הוכיח את יעילותה של מערכת המבוססת על ידע ננו-רובוטי בתוך אורגניזם חי. אבל ממצאיו המרשימים של בצלת, שביצע את ניסוייו על מקק מסוג Blaberus discoidalis  כמערכת ניסיונית, מעלים את השאלה: כמה זמן יעבור לפני שנוכל להשתמש בנחילים של ננו-רובוטים כדי לרפא מחלות בבני אדם?

למרות התוצאות המעודדות, בצלת מדגיש כי עדיין נדרשים מאמצים רבים לפני שננו-רובוטים ישמשו בהליכים רפואיים סטנדרטיים, או אפילו בניסויים קליניים. אחד האתגרים המרכזיים שעימו עדיין מתמודד הצוות של בצלת הוא הפיכת הרובוטים לבלתי נראים מבחינת המערכת החיסונית של יונקים, על מנת לאפשר לרובוטים עמידות של שעות ואפילו ימים שלמים בתוך מערכת הדם.

בצלת משוכנע כי בסופו של דבר, הקידמה הרפואית תלויה בפיתוחים מדעיים מוצלחים. ובכסף.

"כיום ניתוחים הם עניין יקר, והם נגישים רק לחולים בעלי אמצעים," הוא אומר. אבל עלות הפבריקציה של צוות עמיד של מיליארדי ננו-רובוטים רפואיים והזרקתם לזרם הדם לצורך הפעלת תהליכים ספציפיים, היא נמוכה מאד. וזה יכול לחולל מהפכה בטיפול הרפואי ולהציל חיי חולים בכל העולם."