Đã có thể điều khiển tinh trùng từ xa giúp thụ tinh cho trứng

Công nghệ nano tiên tiến sẽ giúp các nhà khoa học có thể điều khiển và dẫn đường cho các tế bào tinh trùng đến thụ tính với trứng.

Việc chế tạo các robot có kích thước siêu nhỏ cỡ một con tinh trùng có vẻ là điều khá xa vời, tuy nhiên đó chính là những gì các nhà khoa học tại Viện nghiên cứu Integrative Nanosciences ở Dresden (bang Sachsen, Đức) đang thực hiện. Các robot này được gọi là Spermbot, là các ống nhỏ bao quanh tế bào tinh trùng có thể điều khiến từ tính để các tế bào tinh trùng chuyển động theo một hướng nhất định. Sau khi đến được tế bào trứng, các Spermbot sẽ giải phóng tinh trùng và để chúng tự hoàn thành nốt công việc của mình là thụ tinh.

Các nhà khoa học hy vọng rằng công nghệ mới này sẽ có thể thay thế phương pháp thụ tinh trong ống nghiệm, trong tương lai nó cũng có thể áp dụng như một phương pháp an toàn để đưa thuốc và cơ thể, cung như các thao tác về gen di truyền.

Một trong những thách thức trong việc tạo ra các nano robot này là nguồn năng lượng an toàn để có thể đưa vào cơ thể. Các nguồn năng lượng thông thường có thể gây độc hại khi đưa vào cơ thể, đôi khi chúng còn có thể gây hại đến các tế bào trong quá trình di chuyển của mình. Vì vậy, các nhà khoa học của nhóm nghiên cứu đang tìm kiếm lựa chọn thay thế an toàn hơn cho các công cụ nano nhân tạo này.

Để tạo ra các Spermbot sinh học này, các nhà khoa học đã bước đầu thử nghiệm với tế bào tinh trùng của loài bò, có kích thước tương đương với tế bào tinh trùng của con người. Các bước đầu tiên là chế tạo ra một robot nano dạng phim mỏng, có thể cuộn lại thành ống hình trụ. Các ống này được đưa vào môi trường sinh học mà các tế bào tinh trùng có thể tồn tại, sau đó các tinh trùng sẽ tự gia nhập vào các ống một cách ngẫu nhiên. Sau khi các tế bào tinh trùng đã đi vào bên trong, ống nano sẽ thu hẹp lại và khóa chặt tế bào tinh trùng ở bên trong. Vật liệu từ tính tạo nên các ống nano này sẽ giúp các nhà khoa học có thể điều khiển tế bào tinh trùng từ xa.

“Chúng tôi sử dụng một từ trường để dẫn đường cho các Spermbot và thay đổi nhiệt độ để điều chỉnh tốc độ của chúng” giáo sư Oliver G. Schmidt, giám đốc viện nghiên cứu cho biết “Tất cả các bước này sẽ được thực hiện trong ống nghiệm, tức là ở bên ngoài cơ thể”.

Khi các Spermbot đã đưa tế bào tinh trùng đến vị trí mong muốn, nó sẽ mở ra và giải phóng các tinh trùng. Sau khi hoàn thành nhiệm vụ, các Spermbot sẽ được đưa ra khỏi cơ thể nhờ từ trường với rất ít rủi ro và vô hại với cơ thể. Do kích thước của chúng lớn hơn các tế bào do đó sẽ không thể xâm nhập và làm biến đổi các tế bào trong cơ thể con người.

Trong những thử nghiệm ban đầu, các nhà khoa học có thể tạo ra gần 200.000 các Spermbot cùng lúc và đưa chúng vào cơ thể. Cũng trong những thử nghiệm này, các tế bào tinh trùng có thể sống sót trong một vài giờ sau khi chui vào các ống nano.

Các Spermbot sẽ có vận tốc “bơi” vào khoảng 100 micromet mỗi giây, tương đương với một người bình thương bơi tự do 50m trong vòng 14 giây.

Dự án Spermbot vẫn đang trong quá trình thử nghiệm, tuy nhiên nếu dự án thành công và được áp dụng, nó sẽ mở ra kỹ nguyên mới của y học khi áp dụng công nghệ nano. Giúp đưa thuốc hoặc các công cụ chữa bệnh vào tận bên trong cơ thể.

Theo PLXH/Gizmag