Roboty Stäubli jako asystenci w onkologii

Profesor Christoph Alexiou pracuje nad wykorzystaniem nanocząstek w leczeniu rozmaitych chorób, w tym nowotworów. Właśnie na tym ostatnim obszarze koncentruje się w ramach projektu SEON (Section for Experimental Oncology and Nanomedicine), w którym dla dobra pacjentów połączono możliwości robotyki i działania sił magnetycznych.

• Panie profesorze, dlaczego projekt SEON jest tak wyjątkowy?

Do tej pory głównym problemem związanym ze stosowaniem chemioterapii było i jest to, że wszystkie dostępne w jej ramach zabiegi oprócz wielu pozytywnych aspektów, jakie się z tym leczeniem wiążą, wywierają również negatywny wpływ na organizm pacjenta. Okazują się wprawdzie skuteczne w walce z komórkami nowotworowymi, ale nie zapominajmy, że krążeniem cytostatycznych, antyrakowych specyfików są przy okazji dotknięte również zdrowe komórki. Za pomocą robota możemy znacznie zmniejszyć wynikające z tego niekorzystne skutki uboczne i zapewnić pacjentom lepszą jakość życia.

• Czy może Pan w sposób prosty, zrozumiały dla laika, wyjaśnić wykorzystanie w tym projekcie robota Stäubli TX200?

Jest on jednym z filarów nowej koncepcji leczenia, nad którą pracujemy. Nadrzędny cel stanowi w niej walka z guzami litymi lub przerzutami tylko tam, gdzie się one pojawiają, czyli coś, do czego dzisiejsza chemioterapia pozostaje po prostu niezdolna. Otwiera to znacznie lepsze niż dotąd perspektywy dla osób chorych. Guzy są namierzane z dużą precyzją, co skutkuje zahamowaniem ich wzrostu, a nawet przejściem w fazę remisji. Dzięki temu łatwiej również wykonywać na nich inne zadania. W naszych badaniach opracowaliśmy magnetyczne nanocząsteczki, które służą jako środek transportu leków. Mówiąc najprościej, dosłownie wyładowujemy je lekami, a całej technice nadaliśmy nazwę Magnetic Drug Targeting.

 

Fot. 1. Stäubli TX200 pomaga chorym na nowotwory, poddawanym chemioterapii (zdjęcie: Lena Lichtblick)

• Czego jeszcze brakuje, aby Waszą procedurę można było stosować w praktyce?

Chcąc poprowadzić nanocząsteczki do guza, używaliśmy do tej pory ręcznie obsługiwanego magnesu. Ruch cząstek magnetycznych wywoływany za pomocą tak sterowanego ramienia magnetycznego odbywa się dość sprawnie, ale z niewystarczającą precyzją – istnieją po prostu granice ludzkich zdolności motorycznych. Teraz mamy jednak sześcioosiowego robota, który kontroluje całe pole magnetyczne. Oprócz zalet pełnej automatyzacji, jaka wynika z jego użycia, otrzymujemy kolejną: robot zapewnia więcej stopni swobody obrotowej. Nasze badania nad tą robotyczną techniką cały czas jednak trwają i wymagają jeszcze dopracowania.

• Jak opisałby Pan funkcjonalność tego rodzaju robota w kontekście leczenia?

Wyjątkowe w nanocząsteczkach tlenku żelaza, które tu wykorzystujemy, jest to, że powodują przerwanie sygnału w obrazowaniu metodą rezonansu magnetycznego, dzięki czemu lekarze mogą sprawdzić, czy i w jakim stopniu oraz w jakiej ilości dotarły one do guza i otaczającej tkanki. Niestety, póki co same cząstki nie zostały jeszcze zatwierdzone od strony swoich medycznych właściwości. Można sobie jednak wyobrazić, jak będzie wyglądała cała procedura, kiedy ominiemy tę przeszkodę. Tak jak wspomniałem, najpierw nanocząsteczki tlenku żelaza zaopatrzy się w lek. Dane z obrazowania – czyli dokładne parametry guza litego – zostaną wprowadzone bezpośrednio do sterownika robota, który w efekcie będzie „znać” wielkość guza lub przerzutów i „wiedzieć”, gdzie się to wszystko znajduje. Następnie zostanie z tego wyprowadzona cała trajektoria ruchu robota. Po rozpoczęciu zabiegu – wyposażony w potężny magnes – zacznie on podążać wstępnie obliczoną ścieżką, biegnącą w ramach konturów ciała, a za nim ruszą nanocząsteczki w organizmie pacjenta, zgodnie z prawami fizyki. Robot Stäubli zawsze kieruje się w stronę współrzędnych guza najprostszą drogą, co stanowi gwarancję, że nanocząsteczki z cennym ładunkiem dotrą do celu bez żadnych objazdów i dokładnie tam uwolnią medyczne preparaty. Fakt, że leki nie muszą przechodzić niemal przez całe ciało, aby trafić do dotkniętych chorobą komórek, znacznie łagodzi obciążenie pacjenta i pozostaje znacznie mniej niż dotąd wyczerpujące dla jego organizmu.

 

Fot. 2. Stäubli TX200 wyposażony w magnesy transportuje nanocząsteczki z milimetrową precyzją do miejsca, w którym rozwijają się w organizmie komórki nowotworowe (zdjęcie: Lena Lichtblick)

Właśnie w ten sposób widzę moją rolę jako lekarza – chodzi zawsze o zmniejszanie cierpienia przy jednoczesnym zapewnianiu najlepszego możliwego leczenia.

Stäubli
www.staubli.com/pl-pl/
www.staubli.com/robotics