加州大學(xué)圣地亞哥分校(UCSD)的工程師們已經(jīng)開發(fā)出一種治療炎癥性腸病(IBD)的方法，該方法使用微型機(jī)器人或微型機(jī)器人與綠藻結(jié)合。這種實(shí)驗(yàn)性治療已經(jīng)在小鼠身上成功進(jìn)行了測試，顯著減輕了IBD癥狀，促進(jìn)了受損結(jié)腸組織的愈合，而且沒有毒副作用。他們的研究成果發(fā)表在《Science Robotics》雜志上，題為“Biohybrid microrobots regulate colonic cytokine levels and modulate epithelium barrier restoration in inflammatory bowel disease”。
由加州大學(xué)圣地亞哥分?；瘜W(xué)與納米工程系教授Liangfang Zhang博士和Joseph Wang博士領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家們設(shè)計(jì)了algae-MΦNP-robots，這是一種由抗炎癥納米顆粒化學(xué)附著在綠藻細(xì)胞上的微型機(jī)器人。一旦被攝入，藻類細(xì)胞就會在結(jié)腸周圍移動，分布附著的納米顆粒。“這種方法的美妙之處在于它是無藥物的——我們只是利用天然細(xì)胞膜來吸收和中和促炎細(xì)胞因子，”Zhang說。
納米顆粒由一種生物可降解的聚合物制成，表面包裹著巨噬細(xì)胞細(xì)胞膜。在IBD病例中，巨噬細(xì)胞被過度激活，導(dǎo)致它們產(chǎn)生大量的促炎細(xì)胞因子，如腫瘤壞死因子- 1和白細(xì)胞介素-6。這些細(xì)胞因子反過來與巨噬細(xì)胞上的受體結(jié)合，并觸發(fā)它們產(chǎn)生更多的細(xì)胞因子。將巨噬細(xì)胞包裹在微型機(jī)器人上，讓它們充當(dāng)誘餌，可以自然地結(jié)合促炎細(xì)胞因子，而不會引發(fā)更多細(xì)胞因子的產(chǎn)生。
研究人員已經(jīng)采取措施確保微型機(jī)器人符合適當(dāng)?shù)陌踩珮?biāo)準(zhǔn)。除了使用生物相容性材料制造機(jī)器人外，研究中使用的綠藻細(xì)胞也被FDA認(rèn)可為安全的。為了測試其安全性，研究人員連續(xù)十天每天給鼠喂一粒膠囊，然后觀察它們的血液化學(xué)、主要血細(xì)胞數(shù)量、胃腸道的主要部分以及幾個(gè)器官。根據(jù)論文中的信息，小鼠在治療后沒有出現(xiàn)異常。
微型機(jī)器人被包裹在一個(gè)液體膠囊里，膠囊里有一層pH響應(yīng)涂層，可以保護(hù)胃里的內(nèi)容物不受胃酸的影響，直到它在結(jié)腸的中性環(huán)境中溶解。這樣，微型機(jī)器人在到達(dá)目標(biāo)之前不會被釋放。Wang說:“我們可以在不影響其他器官的情況下，將微型機(jī)器人引導(dǎo)到患病部位。通過這種方式，我們可以將毒性降到最低。”膠囊將功能化的藻類保持在液相中，直到它們釋放到腸道中。
用微型機(jī)器人治療的小鼠減少了糞便出血，改善了糞便一致性，并逆轉(zhuǎn)了IBD引起的體重下降。他們還報(bào)告說，結(jié)腸炎癥水平較低。
研究人員目前正在考慮如何將該平臺應(yīng)用于臨床。研究人員寫道:“algae-MΦNP-robot系統(tǒng)的強(qiáng)大功能不僅使其適合緩解IBD癥狀，而且由于其可靠的生物安全性、高治療效率和低毒性，它也將其定位為解決其他促炎細(xì)胞因子相關(guān)疾病的潛在解決方案。此外，該平臺的可擴(kuò)展性使其成為未來臨床翻譯的引人注目的候選者，提供了廣泛訪問的可能性。”
（文章來源：www.ebiotrade.com/newsf/2024-6/20240628105726100.htm） | 
