Roboty usunęły bakterie z płuc myszy. Czy w przyszłości miniaturowe maszyny zastąpią tabletki i zastrzyki?
Rój mikroskopijnych robotów pływających usunął bakterie z płuc zainfekowanych myszy. Podobne terapie mogą być w przyszłości wykorzystywane w leczeniu śmiertelnego bakteryjnego zapalenia płuc u ludzi.
W tym artykule:
- Roboty zbudowane z glonów przenoszą antybiotyki
- Pierwsze testy nowej terapii zakończone sukcesem
- Roboty pozwalają na zastosowanie mniejszej dawki antybiotyku
- Potrzebne są dalsze badania nad leczniczymi robotami
- Medyczne roboty mogą pomóc w leczeniu nowotworów
Pseudomonas aeruginosa to bakteria zwana pałeczką ropy błękitnej. U ludzi często wywołuje zapalenie płuc następujące po podłączeniu do respiratora. Teraz uczonym udało się ją usunąć z płuc myszy. Zastosowali eksperymentalną terapię z wykorzystaniem biologicznych mikrobotów.
Roboty zbudowane z glonów przenoszą antybiotyki
To miniaturowe roboty pokryte warstwą nanocząsteczek zawierających antybiotyki. Same mikroboty zbudowane są z komórek glonów. Pozwala to maszynom na poruszanie się w płucach, co jest kluczem do ukierunkowanego i skutecznego leczenia.
Natomiast nanocząsteczki antybiotyków umieszczonych na komórkach glonów zostały zbudowane z maleńkich polimerowych kulek. Pokryto je błoną komórkową z neutrofili, czyli jednej z odmian białych krwinek. Błona ta neutralizuje cząsteczki zapalne wytwarzane przez bakterie i własny układ odpornościowy organizmu. Co ważne, po wykonaniu zadania zarówno nanocząsteczki, jak i glony ulegają naturalnej degradacji.
Pierwsze testy nowej terapii zakończone sukcesem
Test przebiegł nad wyraz pomyślnie. Wszystkie zainfekowane i leczone dzięki mikrobotom myszy pokonały chorobę. Natomiast te z grupy kontrolnej, które nie otrzymały żadnego leczenia, zmarły w ciągu trzech dni od zainfekowania.
Antybiotyki pójdą w odstawkę? Może zastąpić je glina stosowana przez kanadyjskich Indian
Glinka z zatoki Kisameet Bay w Kolumbii Brytyjskiej zabija bakterie, z którymi nie radzą sobie antybiotyki - informuje serwis „EurekAlert”.– Dzięki danym uzyskanym z testu na myszach widzimy, że mikroroboty mogą potencjalnie poprawić skuteczność antybiotyków. To pozwoli wyeliminować patogeny bakteryjne i uratować życie większej liczby pacjentów – mówi kierujący badaniami Victor Nizet, profesor pediatrii na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego.
Roboty pozwalają na zastosowanie mniejszej dawki antybiotyku
Oczywiście technologia jest wciąż na dość wczesnym etapie badań. Jednak zebrane dane są bardzo obiecujące. Zadowolenie badaczy budzi przede wszystkim fakt, że dzięki mikrobotom udało się dostarczyć lek precyzyjnie w to miejsce, w którym był potrzebny.
Naukowcy ustalili również, że leczenie z wykorzystaniem mikrobotów było bardziej skuteczne niż dożylne wstrzyknięcie antybiotyków. Aby osiągnąć ten sam efekt terapeutyczny, wstrzyknięta dawka leku musiała być 3000 razy wyższa niż dawka przeniesiona przez komórki glonów.
Potrzebne są dalsze badania nad leczniczymi robotami
Naukowcy są przekonani, że stworzona przez nich metoda może być użyteczna w leczeniu pacjentów oddychających dzięki respiratorom, u których często dochodzi do zapalenia płuc wywołanego pałeczką ropy błękitnej. Tym bardziej, że mikroboty mogą być dostarczane bezpośrednio do płuc poprzez rurkę w tchawicy.
Po pierwszych udanych testach zespół badaczy zamierza skupić się na tym, w jaki sposób mikroboty wchodzą w interakcje z układem odpornościowym. Zanim technologia zostanie przetestowana na ludziach będą konieczne też kolejne próby na większych zwierzętach.
– Naszym celem jest stworzenie technologii ukierunkowanego dostarczania leków do trudniej dostępnych części ciała, takich jak płuca – mówi inżynier chemik Liangfang Zhang z Uniwersytetu Kalifornijskiego San Diego. – Chcemy to zrobić w sposób, który jest bezpieczny, łatwy, trwały i dostosowany biologicznie do ludzkiego organizmu.
Medyczne roboty mogą pomóc w leczeniu nowotworów
Ukierunkowane dostarczanie leków z wykorzystaniem mikrobotów może pomóc w leczeniu trudnych, wyniszczających chorób. Może np. stanowić skuteczną alternatywę dla chemioterapii przeciwnowotworowej. Mikroboty mogą przezwyciężać ograniczenia związane z podawaniem nanoleków. Te maleńkie maszyny, o wielkości zaledwie 0,1–100 μm, mogą bardziej bezpośrednio i aktywnie zwalczać nowotwory.
TEN robot leczy sprawniej i taniej niż ludzie własnymi rękoma. Pracuje we Wrocławiu
Operacje robotem chirurgicznym da Vinci zmniejszają koszty leczenia pacjenta. Sprawiają, że chory szybciej odzyskuje sprawność i powraca do normalnego życia – ocenia prof. Wojciech Witkiewi...W przeciwieństwie do pasywnych nośników leków w formie nanocząstek, mikroroboty mogą być zaprojektowane tak, aby przenikały zarówno przez zdrowe, jak i zmienione nowotworowo tkanki. Mikroroboty mogą precyzyjnie dostarczać lek do zmiany nowotworowej, jednocześnie chroniąc specyfik przed rozcieńczeniem przez płyny ustrojowe.
Mikroboty mogą być pomocne również w chirurgii. Mogą na przykład wykonywać mikrooperacje w trudno dostępnych miejscach lub pomóc wykonać precyzyjne obrazowanie zmienionych tkanek.
Źródła: Nature Materials, Uniwersytet Kalifornijski w San Diego.