Теперь команда ученых из Калифорнийского технологического института сделала важный шаг к практической медицине, радикально упростив саму идею микроробота. Исследователи предложили отказаться от сложных 3D-печатных конструкций и превратить в «робота» обычный микропузырек. Работа опубликована в журнале Nature Nanotechnology.

Ранее та же группа использовала микророботов с гидрогелевой оболочкой, внутри которых находился пузырек газа. Такие системы можно было направлять к опухоли с помощью магнитов и ультразвука, но их производство требовало чистых комнат и специализированного оборудования. Новый подход оказался гораздо проще: ученые создают тысячи микропузырьков, просто воздействуя ультразвуком на раствор белка альбумина.

Получившиеся пузырьки биосовместимы и легко разрушаются при необходимости. Их белковая оболочка содержит химические группы, к которым можно «прикреплять» разные молекулы — от противораковых препаратов до управляющих элементов.

Чтобы пузырьки могли двигаться, на их поверхность нанесли фермент уреазу. Он расщепляет мочевину — распространенный продукт обмена веществ в организме — с образованием аммиака и углекислого газа. Из-за неравномерного распределения фермента вокруг пузырька возникает химический перекос, который и заставляет его двигаться вперед.

Ученые создали две версии таких «пузырьковых ботов». В первой к оболочке добавили магнитные наночастицы, благодаря чему микроботов можно направлять внешним магнитным полем, отслеживая их движение с помощью ультразвука. Во второй версии пошли дальше и сделали систему автономной.

Известно, что опухоли и воспаленные ткани выделяют повышенное количество перекиси водорода. Этим воспользовались исследователи, добавив на поверхность пузырьков фермент каталаза. Он реагирует с перекисью водорода, создавая химический градиент, по которому микроботы самостоятельно «ползут» к опухоли. Такой механизм называется хемотаксисом.

Когда пузырьки достигают цели, на них воздействуют сфокусированным ультразвуком, заставляя лопнуть и резко высвободить лекарство. Это улучшает проникновение препарата в опухолевую ткань.

В экспериментах на мышах с раком мочевого пузыря такая доставка привела к снижению массы опухолей примерно на 60% за 21 день — значительно эффективнее, чем при введении того же лекарства без микроботов.

Авторы подчеркнули, что простота, биосовместимость и способность к самонаведению делают «пузырьковых роботов» перспективным шагом к клиническому применению микророботов в онкологии и других областях медицины.

Vzglyad.az

Читайте актуальные новости и аналитические статьи в Telegram-канале «Vzglyad.az» https://t.me/Vzqlyad

Тэги: