Безпечні для організму. Вчені створили мікроботів у вигляді бульбашок, які доставляють ліки прямо до пухлин

Про це пише видання Interesting Engineering.

Раніше мікроботи обіцяли точну доставку ліків всередині тіла людини, але були складні у виробництві, дорогі та важко керовані у тканинах. Нові роботи спрощують дизайн до мінімуму — просто бульбашки.

Читайте также: Як людські коліна. Нові роботизовані суглоби виправляють 99% неточностей і тримають у 3 рази більше ваги

Ці бульбашки покриті білковою оболонкою, вже використовуються у медичній візуалізації та безпечні для організму. За допомогою ультразвуку можна швидко і дешево виробляти тисячі однакових бульбашок.

«Ми подумали: а якщо зробити ще простіше і зробити саму бульбашку роботом?» — пояснив Вей Гао, професор медичної інженерії в Caltech. «Ми легко можемо робити бульбашки й вже знаємо, що вони дуже сумісні з організмом. І якщо потрібно, їх можна миттєво лопнути».

Щоб бульбашки стали мікроботами, на їхню поверхню прикріпили ферменти, ліки та наночастинки. Фермент уреаза реагує з сечею в організмі, утворюючи аміак і вуглекислий газ. Через нерівномірне накопичення продуктів реакції з одного боку бульбашки виникає рух, який штовхає роботів уперед.

Дослідники створили дві версії мікроботів. Одна містить магнітні наночастинки, що дозволяє керувати рухом бульбашок за допомогою зовнішніх магнітів і спостерігати їх за допомогою ультразвуку.

Інша версія повністю автономна. Додавши фермент каталаза, бульбашки реагують на пероксид водню, який у пухлинах та запалених тканинах міститься у вищій концентрації. Це дозволяє мікроботам самостійно знаходити пухлину без зовнішнього керування чи зображення.

Читайте также: Як людські коліна. Нові роботизовані суглоби виправляють 99% неточностей і тримають у 3 рази більше ваги

«У цьому випадку вам не потрібне жодне сканування і жодне зовнішнє управління. Робот достатньо розумний, щоб знайти пухлину», — сказав Гао. «Автономний рух бульбашки та її здатність відчувати градієнт пероксиду водню забезпечують точне наведення на пухлину».

Коли бульбашкові роботи досягають пухлини, сфокусований ультразвук лопає їх. Це миттєво звільняє ліки і допомагає їм глибше проникнути в пухлину, показавши кращі результати, ніж попередні методи з повільним вивільненням ліків.

В експериментах на мишах із раком сечового міхура застосування бульбашкових мікроботів зменшило вагу пухлини приблизно на 60 відсотків за 21 день у порівнянні з лікуванням лише ліками.

«Ця платформа проста, але об’єднує все, що потрібно для терапії: сумісність з організмом, керований рух, можливість візуального контролю та миттєвий запуск ліків, який допомагає їм глибше проникати в пухлину», — зазначив головний автор дослідження Сонгсонг Тан.