Chemičtí roboti bez plechu a koleček

ziV neděli 9. června 1935 vyšel v Lidových novinách fejeton nazvaný Autor robotů se brání. Najdeme v něm věty jako: „Dost dlouho [autor] mlčel a myslil si své, když se o robotech ustálila představa, že mají údy z plechu a vnitřnosti z koleček a drátů nebo čeho, […] pročež prohlašuje, že jeho roboti vznikli docela jinak, a to cestou chemickou. Myslil na moderní chemii, jež v různých emulzích (nebo jak se tomu říká) nachází látky a útvary, které se v něčem chovají podobně jako živá hmota.“

Pod fejetone m nebyl samozřejmě podepsaný nikdo jiný než Karel Čapek, který v roce 1920 ve svém dramatu R.U.R. poprvé použil slovo „robot“.

Starý Rossum se v R.U.R. snažil chemickou syntézou připravit hmotu, z níž by bylo možno vyrobit jakéhokoli živého tvora. A jakmile takovou hmotu, kterou nazýval protoplasma, objevil, pustil se do výroby umělého člověka s celou jeho komplexností. Bohužel bezúspěšně. Jeho synovec však k tomu přistoupil inženýrštěji a začal vyrábět zjednodušené objekty, které pouze vypadaly a chovaly se jako lidé, a začal je nazývat „roboti“.

Rossumovi roboti však jsou jen fiktivním výtvorem fiktivních postav. Samozřejmě se zatím nikomu v reálném světě nepodařilo robota tohoto typu chemickou cestou vyrobit. Po celém světě se ale spousta vědeckých týmů snaží chemicky připravit různé umělé, organismům podobné systémy, zatím většinou na úrovni buněk či drobných živočichů. Obvykle k tomu přistupují ještě inženýrštěji než mladý Rossum, a tak jsou jejich mikroskopické částice nebo miniaturní objekty opravdu velice jednoduché a se svými živými protějšky mají společných pouze několik vlastností. V Ústavu chemického inženýrství Vysoké školy chemicko‑technologické v Praze se jejich přípravě věnují hned tři skupiny.

Hejna submikronových poslíčků

Pojem „chemický robot“ na VŠCHT Praha přinesl František Štěpánek, který v roce 2008 jako první český držitel prestižního grantu ERC založil Laboratoř chemické robotiky.¹⁾ Se svým týmem se zaměřuje na částice o velikostech v řádu desítek až stovek nanometrů (zhruba o velikosti virů či menších bakterií), které by měly primárně najít využití ve farmaceutickém průmyslu, a to k cílenému doručování a řízenému uvolňování léčiv.

Chemičtí roboti jsou po podání dispergováni v tělních tekutinách (např. v případě intravenózního podání jsou unášeni krví, v případě podání ústy mohou být absorbovány do lymfatického systému apod.). Tyto částice nemají žádné speciální pohybové organely či pohonné motůrky, protože v případě objektů menších než jeden mikrometr zpravidla nemá smysl bojovat proti hydrodynamice krevního řečiště ani s Brownovým pohybem, což jsou dominantní síly manipulující se submikronovými objekty.

Schematické znázornění chemických robotů, kteří v sobě nesou měchýřky s účinnými látkami.Ilustrace www.chobotix.cz

Schematické znázornění chemických robotů, kteří v sobě nesou měchýřky s účinnými látkami.Ilustrace www.chobotix.cz

Schematické znázornění chemických robotů, kteří v sobě nesou měchýřky s účinnými látkami.Ilustrace www.chobotix.cz

Pohybu či místní akumulaci chemických robotů lze v některých případech napomoci vnějším magnetickým polem, ale mnohem důležitější pro cílení chemických robotů do nádorových tkání či míst zánětu je specifická adheze, při které je vazebná síla mezi částicí a tkání mnohem vyšší než hydrodynamická síla proudící tekutiny, která se snaží robota odtrhnout pryč. Pro tento účel mají částice podobně jako viry nebo živé buňky na svém povrchu funkční skupiny, které jim umožňují vázat se pouze na určité typy buněk, například nádorové. Tato vlastnost jim umožňuje pasivně proplouvat krevním řečištěm, a jakmile narazí na cílovou tkáň, specificky se v ní navázat. Příkladem takové funkční skupiny je protilátka IgG M75, která umožňuje chemickým robotům vázat se na buňky kolorektálního karcinomu a tam cíleně doručovat protirakovinné léčivo [1].