Наноинженеры разработали микроскопических роботов из водорослей для доставки лекарств в легкие. Исследование показало 100% эффективность при лечении смертельной пневмонии у мышей. Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали микророботов, которые могут плавать в легких. Устройства уничтожили вызывающие пневмонию бактерии в легких мышей. В результате лечения 100% мышей выжили, в то время как в контрольной группе все особи погибли.

Микророботы сделаны из клеток водорослей, поверхность которых испещрена наночастицами, наполненными антибиотиками. Водоросли обеспечивают движение, что позволяет микророботам плавать и доставлять антибиотики непосредственно к большему количеству бактерий в легких.

Наночастицы состоят из крошечных биоразлагаемых полимерных сфер, покрытых клеточными мембранами нейтрофилов, которые являются разновидностью лейкоцитов. Особенность этих клеточных мембран заключается в том, что они поглощают и нейтрализуют воспалительные молекулы, вырабатываемые бактериями и иммунной системой организма. Это дает микророботам возможность уменьшать вредное воспаление, что, в свою очередь, делает их более эффективными в борьбе с инфекцией легких, отмечают авторы работы.

Робот под микроскопом. Он состоит из водоросли (зеленая часть), покрытой крошечными наночастицами. Изображение: Fangyu Zhang, Zhengxing Li, UC San Diego

Команда использовала микророботов для лечения мышей с острой и потенциально смертельной формой пневмонии, вызванной бактериями Pseudomonas aeruginosa. Такой формой часто заражаются пациенты на искусственной вентиляции легких в больнице. Ученые вводили микророботов в легкие мышей через трубку, вставленную в трахею. Инфекции полностью исчезли через неделю у всех подопытных. При этом мыши, которых не лечили, умерли в течение трех дней.

Исследователи отмечают, что введение роботов также оказалось эффективнее внутривенных инъекций антибиотиков. Последним для достижения того же эффекта требовалась доза, которая в 3000 раз превышала ту, что доставляли микророботы. Как следствие, использование роботов снижало побочные эффекты от лекарств.

Исследователи планируют проверить работу устройств на более крупных животных перед испытаниями на людях.