Микророботы лечат мышей от пневмонии
Создание учеными роботов-убийц редко звучит как хорошая новость... если только эти машины не направляют свои таланты на борьбу с болезнями. Группа ученых разработала роящихся микророботов, которые специализируются на уничтожении микробов. В одном из испытаний они уже успешно уничтожили микробы пневмонии из легких у группы мышей.
Первый успех этого прототипа терапевтического робота может, как надеются ученые, открыть возможность для достижения такого же результата у людей. Материал, использованный для создания этих микроскопических роботов, может удивить. Они сделаны из водорослей. Точнее, клетки водорослей, которые сами покрыты слоем наночастиц антибиотиков.
Эти наночастицы состоят из крошечных полимерных сфер, которые сами покрыты мембранами нейтрофилов, разновидности белых кровяных клеток. Они нейтрализуют воспалительные молекулы, вырабатываемые бактериями и собственной иммунной системой организма. Это уменьшает вредное воспаление и улучшает инфекционный контроль.
Что касается способности микророботов двигаться, то за это отвечают водоросли. Эта способность является ключевой, поскольку именно она позволяет целенаправленно доставлять антибиотики. Именно такая целенаправленная "доставка" антибиотиков делает их столь эффективными. Наконец, и клетки водорослей, и наночастицы в конечном итоге естественным образом растворяются в организме.
В последних экспериментах ученых, опубликованных в журнале , были созданы две отдельные группы мышей. Одна группа получала антибиотикотерапию, доставляемую микророботами через трубки, вставленные в трахею. Другая группа служила в качестве контрольной. У обоих было одно и то же заболевание: смертельная форма пневмонии, вызванная бактерией Pseudomonas aeruginosa.
Эта специфическая форма обычно поражает пациентов, получающих механическую вентиляцию в отделении интенсивной терапии. Группа, получившая лечение, была очищена от микробов в течение недели. Все пролеченные испытуемые, по крайней мере, выжили после 30 дней. Все остальные мыши погибли в течение трех дней.
Однако это не означает, что данная методика напрямую применима к человеку. Однако ученые считают это обнадеживающим знаком. "Основываясь на этих данных на мышах, мы видим, что микророботы потенциально могут улучшить проникновение антибиотиков для уничтожения бактериальных патогенов и спасти жизни большего числа пациентов", — говорит Виктор Низет, врач и профессор педиатрии Калифорнийского университета в Сан-Диего, в пресс-релизе университета.
Исследователи также считают, что этот вид лечения более эффективен, чем внутривенное введение антибиотиков. По их словам, для достижения эквивалентного эффекта у мышей доза вводимого препарата должна быть в 3 000 раз больше, чем при использовании микророботов. "Эти результаты показывают, как целенаправленная доставка лекарств в сочетании с активным движением микроводорослей повышает терапевтическую эффективность", — говорит Джозеф Ванг, наноинженер из Калифорнийского университета в Сан-Диего.
"При инъекции иногда лишь очень небольшая часть антибиотика попадает в легкие. Именно поэтому многие современные методы лечения пневмонии антибиотиками не дают должного эффекта, что приводит к очень высокой смертности среди самых больных пациентов", — говорит Виктор Низет, профессор Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего и Школы фармации и фармацевтических наук Skaggs, соавтор исследования.
Следующим шагом ученых станет продолжение исследования того, как микророботы взаимодействуют с иммунной системой. Затем им предстоит проверить свой метод на более крупных животных и, наконец, на людях.