استفاده از نانو ربات‌ زیستی برای درمان التهاب دستگاه گوارش

یک تیم تحقیقاتی از موسسه فناوری پیشرفته شنژن آکادمی علوم چین (SIAT)، یک میکرو/نانوربات مخمر دوقلو زیستی (TBY) با قابلیت های خودپیش برندگی ساخته اند که می تواند دستگاه گوارش ملتهب را درمان کنند.  

به گزارش تکناک، میکرو و نانو ربات‌ها (robot : mechanical or virtual artificial agent carrying out physical activities, which can be guided by an external control device or the control may be embedded within) با قابلیت‌های خود پیش برندگی و ناوبری و به دلیل حرکت قابل کنترل در بافت‌های بدن ، توجه گسترده‌ای را در دارورسانی و درمان به خود جلب کرده‌اند.

با این حال، توسعه میکرو و نانو ربات‌ های خودسازگار که می‌توانند مکانیسم‌های حرکتی خود را در موانع بیولوژیکی متعدد تنظیم کنند تا به جراحات دور دست برسند، هنوز یک چالش است.

محققان نانوربات TBY را با تثبیت نامتقارن گلوکز اکسیداز و کاتالاز بر روی سطح میکروکپسول های مخمر بسته بندی شده با نانوذرات ضد التهابی ساختند. در غلظت گلوکز همگن، توزیع آنزیم‌های ژانوس می‌تواند تجزیه گلوکز را کاتالیز کند تا یک گرادیان گلوکز موضعی ایجاد کند که حرکت خود پیش برندگی ربات TBY را تحریک می‌کند.

در حضور گرادیان گلوکز روده‌ای، نانوربات های TBY دهانی به سمت گرادیان گلوکز حرکت می‌کنند تا به سد مخاطی روده نفوذ کنند و سپس با ترانس سیتوز سلول میکروفولد از سد بافت پوششی روده در دستگاه گوارش عبور کنند. پروفسور CAI گفت: ما دریافتیم که ربات های TBY به طور موثری به سد مخاطی نفوذ کرده و به طور قابل توجهی نگهداری خود در روده را با استفاده از یک موتور آنزیمی دوگانه که به سمت گرادیان گلوکز روده حرکت می کند، افزایش می دهند.

پس از جابه‌جایی درجا به موتور زیستی ماکروفاژ در پلاک های پی یر (Peyer’s patches) ، ربات‌ های TBY از طریق تحویل رله ماکروفاژ با هدایت کموکاین به طور مستقل به مکان‌های ملتهب دستگاه گوارش مهاجرت می‌کنند. پروفسور CAI گفت: به طور دلگرم کننده ای، ربات های TBY تجمع دارو در محل بیمار را تقریباً 1000 برابر افزایش دادند، به طور قابل توجهی التهاب را کاهش دادند و آسیب شناسی بیماری کولیت و زخم معده را در مدل های موش بهبود بخشیدند.

این استراتژی تحویل موتور زیستی دوقلو، یک فرآیند مبتنی بر توالی با استفاده از EMS و با کمک پلاک های پی یر به عنوان ایستگاه های انتقال میباشد. این فرآیند دقیقاً می‌تواند داروها را از طریق موانع بیولوژیکی متعدد به محل‌های بیماری دوردست و عمیق منتقل کند.

پروفسور CAI گفت: مسیر حمل و نقل شبیه به سرویس پست اکسپرس است که بسته ها را با استفاده از امکانات مختلف حمل و نقل به مقصدی دور تحویل می دهد. این ربات‌ های TBY خود تطبیق‌پذیر یک استراتژی ایمن و امیدوارکننده برای درمان دقیق التهاب دستگاه گوارش و سایر بیماری‌های التهابی هستند.