Bakteri magnetik sebagai mikropumps – ScienceDaily

Bakteri magnetik sebagai mikropumps – ScienceDaily

[ad_1]

Obat kanker memiliki efek samping, jadi selama bertahun-tahun, para ilmuwan telah mencari cara untuk mengangkut zat aktif ke tumor di dalam tubuh setepat mungkin. Itu adalah satu-satunya tempat di mana obat harus bekerja. Salah satu pendekatannya adalah dengan menyuntikkannya ke dalam aliran darah dan mengontrol transpornya di pembuluh kecil di lokasi tumor dengan mengubah aliran darah secara lokal dengan kendaraan kecil. Laboratorium penelitian telah menciptakan robot mikro yang bentuk dan penggeraknya terinspirasi oleh bakteri dan cukup kecil untuk dimasukkan ke dalam pembuluh darah.

Microvehicles ini dapat diberi daya dari luar tubuh oleh medan magnet yang bergerak.

Simone Schürle, Profesor di Departemen Ilmu dan Teknologi Kesehatan, sekarang melangkah lebih jauh: alih-alih robot mikro yang terinspirasi oleh bakteri, dia ingin menggunakan bakteri nyata yang bersifat magnetis. Peneliti menemukan bakteri magnetotaktik semacam itu di laut 45 tahun lalu. Mikroorganisme ini menyerap zat besi yang terlarut dalam air; kristal besi oksida terbentuk di bagian dalamnya dan berbaris dalam satu baris. Seperti jarum kompas, bakteri ini menyelaraskan diri dengan medan magnet bumi sehingga mereka dapat bernavigasi di air secara terarah.

Kontrol yang tepat dengan medan magnet

Profesor ETH Schürle dan timnya menyelidiki bagaimana menggunakan medan magnet untuk mengendalikan bakteri ini di laboratorium sebagai cara untuk mengarahkan aliran cairan secara terkendali. Dalam eksperimen mereka, mereka hanya menerapkan medan magnet berputar yang relatif lemah untuk memutar bakteri ke arah yang diinginkan. Dan dengan banyaknya bakteri dalam satu kawanan, terbukti mungkin untuk memindahkan cairan di sekitar mereka. Bakteri menghasilkan efek yang mirip dengan mikropump, artinya mereka mampu memindahkan zat aktif yang ada dalam cairan ke berbagai arah, misalnya dari aliran darah ke jaringan tumor. Dengan menggunakan medan magnet tumpang tindih yang memperkuat atau membatalkan satu sama lain secara lokal, aktivitas pemompaan ini dapat dibatasi pada wilayah kecil dengan akurasi yang tepat, seperti yang telah ditunjukkan oleh tim Schürle dalam simulasi.

Selain itu, prinsip ini dapat diterapkan di luar tubuh untuk mencampur cairan yang berbeda secara lokal satu sama lain dalam bejana yang sangat kecil tanpa harus membuat dan mengontrol mikropump mekanis.

“Salah satu keunggulan utama bakteri dibandingkan robot mikro adalah mudah diproduksi. Kami dapat membudidayakannya dalam bioreaktor,” kata Schürle.

Hidup atau mati

Pekerjaan mereka terutama difokuskan pada penyelidikan pendekatan dan menggambarkan bagaimana bakteri dapat mengontrol aliran. Sebelum bakteri tersebut dapat digunakan dalam tubuh manusia, keamanannya harus diselidiki terlebih dahulu. Akan tetapi, membawa bakteri ke dalam tubuh untuk alasan medis adalah pendekatan yang telah dikejar oleh sains dengan istilah “terapi hidup”, meskipun dengan jenis bakteri lain, seperti E. coli.

Bakteri non-alami juga dapat digunakan untuk aplikasi medis di masa mendatang. Biologi sintetik dapat digunakan untuk membangun bakteri yang memiliki sifat fungsional yang dioptimalkan dan aman digunakan dalam tubuh manusia, misalnya dengan tidak menyebabkan reaksi alergi. Schürle dapat membayangkan perawatan menggunakan bakteri yang dimatikan sebelum dimasukkan ke dalam tubuh serta perawatan menggunakan bakteri hidup.

Kontrol yang baik melalui penggerak diri

Telah diketahui pula selama beberapa dekade bahwa jenis bakteri anaerob tertentu (yang tidak membutuhkan oksigen untuk tumbuh) lebih disukai terakumulasi dalam tumor pasien kanker. Dengan kata lain, bakteri ini secara alami lebih menyukai kondisi oksigen rendah pada tumor daripada bagian tubuh lainnya. Sementara ini diteliti pada bakteri selain yang digunakan oleh tim Schürle, biologi sintetis dapat digunakan untuk menggabungkan keunggulan beberapa spesies bakteri. Ini mungkin mengarah pada perkembangan bakteri yang mendekati tumor yang didukung oleh flagela mereka sendiri (pelengkap seperti cambuk) dan kemudian dapat secara tepat diangkut jauh ke dalam jaringan tumor menggunakan kekuatan magnet eksternal.

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh ETH Zurich. Asli ditulis oleh Fabio Bergamin. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Data SGP

Author Image
adminProzen