– De kunstige cellene vil kunne sirkulere i blodsystemet og være et tillegg til de røde og hvite blodlegemene. De vil være programmert til å oppdage virus, bakterier og svulster og angripe all sykdom, som Alzheimers sykdom, diabetes, kreft og influensa, forteller Akyildiz.

Han er IKT-professor ved Georgia Institute of Technologyi Atlanta, USA, og en av hovedforedragsholderne på VERDIKT-konferansen 2013.

Forskere verden over, deriblant Akyildiz og hans kolleger, jobber for fullt med å utvikle komponenter som er lagd av nanomateriale og som egner seg til bruk i de kunstige cellene. Målet er å få cellene til å etterligne måten biologiske celler arbeider og interagerer med hverandre på.

Kommunikasjon er nøkkelen

For rundt ti år siden ble Akyildiz interessert i nanonettverk da han begynte å lure på hvordan utstyr i nanostørrelse kunne brukes for overføring og mottak av informasjon.

De fleste komponenter i nanostørrelse som finnes i dag, er millioner ganger mindre enn en maur og har begrensede muligheter til databeregning, lagring og kommunikasjon.

– Men hvis de ulike maskinene begynner å kommunisere, kan de samarbeide og dele informasjon. Dermed øker bruksområdene kraftig, sier Akyildiz.

Mange utfordringer

Å få de kunstige cellene til å kommunisere er én av utfordringene forskerne støter på.

En annen er hvordan de kan få cellene til å forstå når de støter på et problem som må løses. Og ikke minst - hvordan få kroppen til å akseptere de kunstige cellene?

Parallelt med utviklingen av kunstige celler forskes det på biologiske celler som programmeres til å utføre bestemte oppgaver. Slike celler har ofte naturlige løsninger på mange av problemene de framtidige kunstige cellene støter på, ifølge Akyildiz.

Bakterier viser vei

Han er innstilt på at prosessen med å utvikle kunstige celler vil ta lang tid, kanskje 20 år eller lengre. Samtidig har resultater fra forskningen på de biologiske cellene økt troen på at kunstige celler som rydder opp i sykdom, ikke bare er «science fiction».

Innenfor genetisk programmering av celler konsentrerer Akyildiz og kollegene seg spesielt om å utvikle kommunikasjonskanaler mellom bakterier. Bakterier er blant de enkleste cellulære organismene som finnes.

– Forskningen på kommunikasjon mellom bakterier har vært en stor suksess. I løpet av de første tre årene av forskningsprosjektet MoNaCo, har vi lært mye om hvordan bakteriene kan dele informasjon og danne nettverk for å koordinere atferden sin.

– Disse naturlige løsningene kan sannsynligvis brukes til å utvikle nye kommunikasjonsmodeller for ulike nanonettverk, som de kunstige cellene, sier Akyildiz.

Målrettet legemiddellevering

Kommunikasjonsteknikken som bakterier bruker, kalles molekylær kommunikasjon. Den går ut på at bakterier utveksler informasjonsbærende molekyler med hverandre.

Akyildiz og kollegene utvikler verktøy for å skape kommunikasjonsnettverk for bakterier basert på denne kommunikasjonsteknikken. De samme verktøyene bruker de for å studere systemer for målrettet legemiddellevering.

Tanken er at måten bakterier kommuniserer på, kan sammenlignes med hvordan medisinmolekyler spres og absorberes på i menneskekroppen.

Målrettet legemiddellevering handler om å sørge for at medisinmolekyler leveres til nøyaktig det stedet de trengs, samtidig som man minimerer effekten på andre friske deler av kroppen. Det handler også om å sørge for at medisinen har riktig konsentrasjon når den når målet.

Det er for eksempel store forskjeller i hvordan enkeltpersoner reagerer på medisiner. Dermed kan doseringen ha dramatiske følger for virkningen hos den enkelte pasient.

En revolusjon

– Mer målrettet legemiddellevering kan føre til færre dødsfall som følge av uheldig legemiddelbruk, og til mer effektiv behandling av sykdom, sier Akyildiz.

For å komme dit, må forskerne forstå hvordan medisinmolekyler, som kan være i nanostørrelse, løser seg opp og distribueres i kroppen over tid. Dette er blant spørsmålene Akyildiz og kollegene tar for seg.

– Målrettet legemiddellevering og kunstige blodceller er bare to av mange områder innenfor medisin og helse hvor nanoteknologi kan vise seg å være svært nyttig. I beste fall kan vi bidra til en medisinsk revolusjon, mener Akyildiz.