Przesuwanie granic dostarczania leków

Inżynierowie z University of California w San Diego (USA) opracowali mikroskopijne roboty, które mogą pływać w płucach, dostarczać leki i służyć do leczenia zagrażających życiu przypadków bakteryjnego zapalenia płuc.

U myszy mikroroboty bezpiecznie eliminowały bakterie powodujące zapalenie płuc i zapewniały 100 proc. przeżywalności.

Wyniki badań opublikowano 22 września w „Nature Materials”. Mikroroboty zbudowane są z komórek alg, których powierzchnie nakrapia się nanocząsteczkami wypełnionymi antybiotykami. Glony zapewniają ruch, który umożliwia mikrorobotom pływanie i walkę z bakteriami bezpośrednio w płucach.

Nanocząstki z antybiotykami są zbudowane z maleńkich biodegradowalnych kulek polimerowych, pokrytych błonami komórkowymi neutrofili, które są rodzajem białych krwinek. Cechą szczególną tych błon jest zdolność absorbowania i neutralizowania cząsteczek zapalnych wytwarzanych przez bakterie i układ odpornościowy organizmu. Dzięki temu mikroroboty mogą redukować szkodliwe stany zapalne, co z kolei sprawia, że są bardziej skuteczne w zwalczaniu infekcji płuc.

Praca jest wspólnym wysiłkiem laboratoriów dwóch profesorów nanoinżynierii: Josepha Wanga (światowy lider w dziedzinie badań mikro- i nanorobotyki) oraz Liangfanga Zhanga (światowy lider w opracowywaniu nanocząstek naśladujących komórki do leczenia infekcji i chorób). To pionierzy w tworzeniu maleńkich robotów dostarczających leki, które można bezpiecznie stosować u zwierząt do leczenia infekcji bakteryjnych w żołądku i krwi. Leczenie bakteryjnych infekcji płuc to nowość w ich pracy.

Zespół wykorzystał mikroroboty do leczenia myszy z ostrą i potencjalnie śmiertelną postacią zapalenia płuc wywołanego przez bakterię Pseudomonas aeruginosa, która często dotyka pacjentów poddawanych wentylacji mechanicznej w oddziałach intensywnej terapii. Naukowcy wprowadzili mikroroboty do płuc myszy przez rurkę umieszczoną w tchawicy. Infekcje całkowicie ustąpiły po tygodniu.

Wszystkie myszy traktowane mikrorobotami przeżyły ponad 30 dni, podczas gdy myszy nieleczone zmarły w ciągu trzech dni. Leczenie mikrorobotami było również skuteczniejsze niż dożylne wstrzyknięcie antybiotyków do krwiobiegu. Dożylna aplikacja wymagała dawki antybiotyków 3000 razy większej niż ta z zastosowaniem mikrorobota (dawka mikrorobotów: 500 nanogramów antybiotyków na mysz – wstrzyknięcie dożylne: 1,644 miligramów).

– Wyniki te pokazują, w jaki sposób ukierunkowane dostarczanie leków w połączeniu z aktywnym ruchem mikroalg poprawia skuteczność terapeutyczną – komentuje prof. Wang. – Granice w obszarze ukierunkowanego dostarczania leków przesuwamy dalej – podsumował prof. Zhang.

Źródło: www.sciencedaily.com