Сперматозоиды-биороботы
Модифицированные сперматозоиды могут точечно доставлять лекарства, в том числе химиотерапию. О том, как удалось визуализировать и контролировать сперматозоиды, — в Nature robotics
Крошечные, подвижные и гибкие человеческие сперматозоиды получают высокотехнологичное обновление. Исследователи из TechMed Centre Университета Твенте превратили их в крошечных микророботов с магнитным управлением, которые удалось отслеживать и направлять внутри анатомической модели в натуральную величину.
«Магнитные микророботы обладают потенциалом произвести революцию в медицине, прокладывая пути для доставки высокоточной терапии. Однако возникает серьёзная проблема: обычно приходится выбирать между магнитной чувствительностью, возможностью обнаружения с помощью медицинских систем визуализации и цитотоксичностью, вызванной увеличенным содержанием магнитных частиц», — пишут Magdanz V., van der Mijle Meijer J. K., Ligtenberg L. J. W. et al. в статье Sperm cell empowerment: X-ray-guided magnetic fields for enhanced actuation and localization of cytocompatible biohybrid microrobots.
Учёные отмечают, что созданные ими «сперматозоид-шаблонные» конструкции имеют преимущества перед микророботами, движимыми живыми клетками: более длительный срок хранения и работы, полный контроль направления и скорости, а также простота изготовления.
Они пишут, что в последние годы мягкие биогибридные микророботы стали перспективной технологией с большим потенциалом в медицине — от доставки лекарств до вспомогательных репродуктивных технологий: «Эти микророботы представляют собой слияние биологических клеток и искусственных компонентов, сочетая преимущества естественно эволюционировавших организмов с передовыми технологиями для решения широкого круга биомедицинских задач», — подчёркивают исследователи.
До сих пор одной из главных проблем оставалась невидимость сперматозоидов при традиционных методах визуализации — это ограничение мешало наблюдать и управлять их движением внутри организма. В новой работе эта проблема решена: покрытие магнитными наночастицами позволило отслеживать сперматозоиды под контролем рентгена и дистанционно управлять движением в жидкости внутри искусственного протока и модели репродуктивного тракта.
Потенциал применения технологии огромен. Используя сперматозоиды в качестве «транспорта», можно обеспечить точную доставку препаратов в матку или маточные трубы. Ранее эта же группа исследователей уже экспериментировала с «загрузкой» химиопрепаратов в сперматозоиды, и сейчас они уверены, что технология позволит направленно доставлять лекарства именно в необходимую локализацию.
Это может радикально изменить подход к лечению заболеваний, таких как рак матки, эндометриоз или миомы, для которых пока не существует минимально инвазивных и точечных методов доставки лекарств. Помимо терапии, технология поможет лучше понять процессы оплодотворения, выявить причины необъяснимого бесплодия и усовершенствовать вспомогательные репродуктивные технологии, включая ЭКО.
Статья опубликована в Nature Robotics в открытом доступе: https://www.nature.com/articles/s44182-025-00044-1
22.09.2025