Микророботы помогут излечивать бактериальную пневмонию
Лечение становится все более точным. Нанороботы уже работают
Инженеры из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали микророботов, которые могут доставлять лекарства в прямо легкие. У мышей микророботы безопасно уничтожали вызывающие пневмонию бактерии в легких и приводили к 100% выживанию.
Микророботы сделаны из клеток водорослей, поверхность которых покрыта наночастицами, наполненными антибиотиками. Водоросли обеспечивают движение, что позволяет микророботам плавать и доставлять антибиотики. Наночастицы, содержащие антибиотики, состоят из биоразлагаемых полимерных сфер, покрытых клеточными мембранами нейтрофилов, которые являются разновидностью лейкоцитов. Особенность этих клеточных мембран в том, что они поглощают и нейтрализуют воспалительные молекулы, вырабатываемые бактериями и иммунной системой организма.
«Наша цель — адресная доставка лекарств в такие сложные части тела, как легкие. И мы хотим сделать это безопасным, простым, биосовместимым и надежным способом», — говорит Лянфанга Чжан, соавтор работы.
Точная доставка
Команда использовала микророботов для лечения мышей с острой и потенциально смертельной формой пневмонии, вызванной бактериями Pseudomonas aeruginosa. Эта форма пневмонии обычно поражает пациентов, находящихся на искусственной вентиляции легких в отделении интенсивной терапии. Исследователи вводили микророботов в легкие мышей через трубку, вставленную в трахею. Инфекции полностью исчезли через неделю. Все мыши, которых лечили микророботами, выжили в течение 30 дней, а нелеченые мыши умерли в течение трех дней.
Лечение с помощью микророботов было более эффективным, чем внутривенное введение антибиотиков в кровоток. Для достижения того же эффекта с помощью инъекции требовалась доза антибиотиков, которая в 3000 раз превышала дозу, используемую в микророботах.
Соавтор работы Джозеф Ван говорит: «При внутривенной инъекции в легкие попадает только очень небольшая часть антибиотиков. Вот почему многие современные антибиотики для лечения пневмонии не работают так, как необходимо».
Исследователи говорят, что новый подход полностью безопасен. Иммунные клетки организма эффективно разлагают водоросли вместе с любыми оставшимися наночастицами. «Ничего токсичного не остается», — говорит Джозеф Ван.
Работа еще находится на стадии проверки концепции. Команда планирует провести дополнительные фундаментальные исследования, чтобы точно понять, как микророботы взаимодействуют с иммунной системой. Следующие шаги включают тестирование на более крупных животных и, в конечном итоге, на людях.
