Bunky rias slúžia ako mikroroboty na liečbu črevných chorôb
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 2. 7. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Pre pacientov, ktorí trpia zápalovým ochorením čriev, by pilulka plná malých robotov s riasami mohla byť práve to, čo potrebujú. Vedci teraz preukázali, že ich biohybridné mikroroboty znižujú symptómy a podporujú hojenie u laboratórnych myší postihnutých zápalovým ochorením čriev.
Zápalové ochorenie čriev je všeobecný pojem pre dve autoimunitné poruchy tráviaceho traktu, a to Crohnovu chorobu a ulceróznu kolitídu. Hoci presná príčina týchto porúch stále nie je úplne objasnená, predpokladá sa, že k nim dochádza, keď imunitný systém tela nesprávne reaguje na prítomnosť inváznych vírusov alebo baktérií.
Táto chybná reakcia spôsobuje, že imunitné bunky známe ako makrofágy produkujú nadmerné hladiny proteínov spôsobujúcich zápal nazývaných ako prozápalové cytokíny, čo sa deje v hrubom čreve. Tieto cytokíny sa potom otáčajú a viažu sa na receptory na makrofágoch, čím ich spúšťajú, aby produkovali ešte viac cytokínov.
Výsledný začarovaný kruh udržuje hrubé črevo zapálené na neurčito, čo spôsobuje pretrvávajúce symptómy, ako je hnačka, rektálne krvácanie, bolesť brucha, únava a strata hmotnosti. Roboty z rias sú však navrhnuté tak, aby tento cyklus prerušili.
Tieto mikroskopické roboty, vytvorené vedcami z Kalifornskej univerzity v San Diegu, majú formu samostatnej živej bunky zelenej riasy, ktorá je pokrytá nanočasticami vyrobenými z biodegradovateľného polyméru. Každá z týchto nanočastíc je zase potiahnutá membránami makrofágových buniek.
Pacienti začnú prehltnutím kapsuly plnej mikrorobotov suspendovaných v prenášajúcej kvapaline. Vďaka svojmu zloženiu zostáva obal kapsuly neporušený v žalúdku a nerozpustí sa, kým nedosiahne neutrálne pH hrubého čreva. Akonáhle sa to stane, miniatúrne roboty sú z kapsule vypustené.
Bunky / mikroroboty rias plávajú cez hrubé črevo a dôkladne sa rozptýlia po celom orgáne. Cytokíny v hrubom čreve sa potom viažu na nanočastice na mikrorobotoch. Stáva sa to preto, že cytokíny si mýlia častice s makrofágmi v dôsledku ich povlaku na membránach makrofágov.
Pretože nanočastice nie sú makrofágy, nie sú spúšťané tak, aby produkovali viac cytokínov. Výsledkom je, že populácia cytokínov v hrubom čreve sa postupne „spotrebuje“ nanočasticami, čím sa zníži zápal a umožní sa hojenie poškodeného tkaniva.
Pri testovaní na myšiach postihnutých zápalovým ochorením čriev sa zistilo, že mikroroboty znižujú rektálne krvácanie, zlepšujú konzistenciu stolice, zvrátia chudnutie a znižujú zápal hrubého čreva. A čo viac, hlodavce nevykazovali žiadne vedľajšie účinky. V súčasnosti sa plánujú klinické skúšky na ľuďoch.
„Krása tohto prístupu je v tom, že je bez liečiv,“ povedal profesor Liangfang Zhang, ktorý viedol výskum spolu s profesorom Josephom Wangom. „Len využívame prirodzenú bunkovú membránu na absorbovanie a neutralizáciu prozápalových cytokínov.“
Článok o štúdii bol nedávno publikovaný v magazíne Science Robotics.
