Nanoinžinieri Kalifornskej univerzity v San Diegu vyvinuli mikroskopické roboty založené na živých organizmoch. Vnútri ľudského tela dodávajú liečivá presne tam, kde je to najviac potrebné. Na rozdiel od predchádzajúcich zariadení tohto typu sa nové mikroroboty špecializujú na doposiaľ málo dostupné prostredie pľúc a boj proti život ohrozujúcim respiračným ochoreniam.
Robot z riasy
Autori nového mikrorobota v posledných rokoch vyvinuli podobné zariadenia schopné doručovať liečivá na miesta postihnuté infekciou v žalúdku alebo krvi. Pľúca sa však v medicínskych nanotechnológiách doposiaľ považovali za problematický cieľ. „Našou snahou je dosiahnuť cielené doručovanie liečiv aj v menej prístupných častiach tela, ako sú práve pľúca,“ hovorí vedúci člen výskumného tímu Liangfang Zhang. „Chceme to urobiť bezpečným, jednoduchým, biokompatibilným a účinným spôsobom. To všetko sa nám teraz podarilo.“ Výskumník vyzdvihuje, že zariadenia nezanechajú v organizme pacienta žiadne toxické zvyšky - jeho telo ich pohodlne a bez zvyšku rozloží.
Výskumníci si totiž za základ mikrorobotov zvolili bunky rias, na ktorých povrch nasypali nanočastice s antibiotickými účinkami. Riasy zabezpečujú pohyb, čo zariadeniam dovoľuje doplávať na želané miesto v ľudskom tele a doručiť liečivo priamo infikovanému tkanivu. Nanočastice na povrchu tvoria guľôčky z biodegradovateľného (čiže biologicky rozložiteľného) polyméru, pokryté bunkovými membránami bielych krviniek. Mimoriadnou vlastnosťou týchto membrán je, že absorbujú a neutralizujú molekuly navodzujúce zápal, produkované baktériami, ako aj imunitným systémom organizmu. Takto zmiernia škodlivé zápalové procesy a vedú k ešte účinnejšiemu ničeniu infekcie.
Zdravé už po týždni
Výskumníci laboratórne otestovali účinnosť nových mikrorobotov na myšiach nakazených za normálnych okolností smrteľnou infekciou. Spôsobila ju baktéria Pseudomonas aeruginosa, ktorá aj u ľudí vedie k najzávažnejším zápalom pľúc.
Vedci vložili mikroroboty do pľúc hlodavcov pomocou tenkej trubičky zastrčenej cez priedušnicu. Potom sledovali, ako sa v priebehu jediného týždňa každé nakazené zviera úplne uzdravilo. Naproti tomu jedince v kontrolnej skupine, teda bez akejkoľvek liečby, zomreli všetky v priebehu troch dní od infekcie. Dodatočné porovnania ukázali, že liečba pomocou mikrorobotov je mnohonásobne účinnejšia než injekcie antibiotík. Aby sa docielil porovnateľný liečebný účinok, podávanie antibiotík do krvného obehu vyžadovalo použitie tritisícnásobne vyššej dávky, než niesli do pľúc mikroroboty.
FOTO V GALÉRII
„Tieto výsledky ukazujú, že cielené doručovanie liečiv spojené s aktívnym pohybom mikrorias zvyšuje liečebný účinok,“ hovorí člen výskumného tímu Joseph Wang. „Pri intravenóznej injekcii sa do pľúc dostane len malý zlomok podaných antibiotík. To je príčina, prečo mnohé liečebné terapie založené na antibiotikách neúčinkujú na infekcie pľúc dostatočne, čo vedie u najviac chorých pacientov k vysokej úmrtnosti,“ dodáva jeho kolega Victor Nizet. „Z našich zistení vyplýva, že mikroroboty dokážu zlepšiť prienik antibiotík, podporiť zabíjanie patogénov a pomôcť zachrániť viac ľudských životov.“
