Революционный близнец

Китайская академия наук, 10 марта 2023 г.

Дрожжевые микро/нанороботы используют двухмоторный двигатель для самостоятельного движения в желудочно-кишечных внутрипросветных и внепросветных средах. 1 кредит

Микро/нанороботы с возможностями самодвижения и навигации привлекли широкое внимание в сфере доставки лекарств и терапии благодаря их контролируемому передвижению в труднодоступных тканях организма.

Однако разработка самоадаптирующихся микро/нанороботов, которые могут регулировать свои механизмы движения, преодолевая множество биологических барьеров и достигая отдаленных очагов поражения, по-прежнему остается сложной задачей.

Недавно исследовательская группа под руководством профессора Линтао Цая из Шэньчжэньского института передовых технологий (SIAT) Китайской академии наук разработала двухбиомоторный дрожжевой микро/наноробот (TBY-робот) с самодвижущимся и самоадаптирующимся механизмом. возможности, которые могут автономно перемещаться к воспаленным участкам, обеспечивая терапию воспалений желудочно-кишечного тракта посредством переключения ферментов-макрофагов (EMS).

This study was published on February 22 in the journal Science Advances<em>Science Advances</em> is a peer-reviewed, open-access scientific journal that is published by the American Association for the Advancement of Science (AAAS). It was launched in 2015 and covers a wide range of topics in the natural sciences, including biology, chemistry, earth and environmental sciences, materials science, and physics." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">Достижения науки.

EMS-доставка TBY-роботов для транспортировки на большие расстояния через многочисленные биологические барьеры. 1 кредит

Исследователи создали TBY-робота путем асимметричной иммобилизации глюкозооксидазы и каталазы на поверхности дрожжевых микрокапсул, упакованных в противовоспалительные наночастицы. При гомогенной концентрации глюкозы распределение ферментов Януса может катализировать разложение глюкозы с образованием локального градиента глюкозы, который вызывает самодвижение робота TBY.

При наличии энтерального градиента глюкозы оральные TBY-роботы движутся в направлении градиента глюкозы, чтобы проникнуть через слизистый барьер кишечника, а затем пересечь эпителиальный барьер кишечника путем трансцитоза микроскладок клеток. «Мы обнаружили, что TBY-роботы эффективно проникают через слизистый барьер и заметно улучшают задержку в кишечнике с помощью двойного ферментативного двигателя, движущегося в сторону энтерального градиента глюкозы», — сказал профессор CAI.

После переключения in situ на биоинженер макрофагов в пейеровых пятнах TBY-роботы автономно мигрируют к воспаленным участкам желудочно-кишечного тракта посредством эстафетной доставки макрофагов под контролем хемокинов. «Обнадеживает тот факт, что роботы TBY увеличили накопление лекарства в пораженном участке примерно в 1000 раз, заметно ослабив воспаление и улучшив патологию заболевания на мышиных моделях колита и язвы желудка», — сказал профессор CAI.

Эта стратегия доставки с использованием двойного биодвигателя представляет собой последовательный процесс с использованием EMS, где пластыри Пейера служат передаточными станциями. Этот процесс может точно транспортировать терапевтические средства через многочисленные биологические барьеры к отдаленным, глубоко укоренившимся местам заболевания.

«Маршрут перевозки аналогичен маршруту службы экспресс-почты, которая точно доставляет посылки в отдаленные пункты назначения, используя различные транспортные средства», - сказал профессор CAI. Эти самоадаптивные роботы TBY представляют собой безопасную и многообещающую стратегию точного лечения воспалений желудочно-кишечного тракта и других воспалительных заболеваний.

Ссылка: «Самоадаптивные микро/нанороботы с двумя биодвигателями, использующие активацию ферментов и макрофагальную релейку для терапии воспалений желудочно-кишечного тракта», авторы Баочжэнь Чжан, Хун Пан, Цзе Чен, Тин Инь, Минбин Чжэн и Линтао Цай, 22 февраля 2023 г., Science Advances.DOI : 10.1126/sciadv.adc8978