10 Oct 2022
Ученые из США сделали биороботов для доставки антибиотиков: они взяли одноклеточные водоросли, оснастили их полимерными наночастицами, обернутыми мембраной нейтрофилов, и антибиотиком. Такие конструкции помогли мышам справиться с бактериальной инфекцией в легких. Результаты опубликованы в Nature Materials.
Бактерии умеют приспосабливаться к действию антибиотиков и развивать устойчивость к ним. Всемирная организация здравоохранения считает антибиотикорезистентность глобальной угрозой для здоровья и развития, а в 2019 году ее назвали третьей причиной смертности в мире. Подробнее о причинах и возможных последствиях антибиотикорезистентности читайте в материале «Конец прекрасной эпохи».
Чтобы бороться с этой проблемой, нужно изобретать новые препараты или повышать эффективность старых, для последнего можно использовать наночастицы. Ученые уже так делали: помещали антибиотик внутрь, что помогло вылечить инфекцию, вызванную резистентными бактериями.
Ученые из Калифорнийского университета в Сан Диего пошли дальше и пришили наночастицы к биороботу, таким образом им удалось вылечить пневмонию (но пока только у мышей). Джеймс Вон (James Wang) и его коллеги выбрали одноклеточную водоросль хламидомонаду Рейнгардта (Chlamydomonas reinhardtii) в качестве живого компонента конструкции. К ней пришили контейнер из наночастиц, который одели в мембрану из иммунных клеток — нейтрофилов. Каждый элемент биоробота выполнял свою функцию: в контейнер из наночастиц поместили антибиотик, а водоросль активно двигалась, обеспечивая распределение препарата. Нейтрофильная мембрана, с одной стороны, сделала конструкцию менее заметной для иммунной системы, с другой — помогла связаться с мишенью — бактериями. Поскольку это экспериментальное лечение, его нельзя было провести сразу на людях, и ученые начали с мышей.
Чтобы вызвать пневмонию, грызунам через трахею ввели бактерии Pseudomonas aeruginosa. Часть грызунов оставили без лечения, а некоторым спустя полчаса после заражения в легкие поместили биороботов или ввели антибиотик в кровь. Все грызуны, получившие оба типа лечения, выжили.
Но при этом выяснилось, что доставка антибиотика с помощью модифицированных водорослей существенно повышает эффективность препарата. Чтобы убить столько же бактерий в легких, сколько смогли это сделать биороботы, потребовалось внутривенное введение в 3288 раз большей дозы антибиотика (500 нанограмм против 1644 нанограмм).
Кроме успешности терапии, нужно было проверить ее безопасность. Авторы работы утверждают, что после лечения биороботами в тканях грызунов не нашли признаков повреждения или воспаления.
Исследователи считают, что в будущем их изобретение можно будет улучшить, используя генетически модифицированные водоросли. Это повысит их эффективность за счет более точного нацеливания на бактерий.
Водоросли — не единственные организмы, которые можно использовать для создания биороботов. Для этой цели подходят черепахи, лягушки, и даже мертвые пауки.
Источник: NPlus1
23 Apr 2024
19 декабря 2023 года Международный институт развития научного сотрудничества «МИ ...
14 и 15 ноября в отеле «Националь» в Москве проходит III Международный форум «СМ ...
30 октября 2023 Центр научно-аналитической информации Института востоковедения Р ...
С 18 по 20 октября в Казани пройдет шестой международный «Медиафорум-2023: свобо ...
10-11 октября в Белграде прошла IX Международная встреча интеллектуалов на тему ...
Президент Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Российский политолог, историк, публицист.
Доктор политических наук, профессор МГИМО
Генеральный директор Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Научный руководитель Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Доктор исторических наук.
Профессор
Председатель Попечительского совета Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Доктор исторических наук, профессор, член-корреспондент РАН. Директор Института востоковедения РАН. Член научного совета Российского совета по международным делам.
Заместитель Председателя Попечительского совета Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Доктор исторических наук.
Профессор кафедры стран постсоветского зарубежья РГГУ, профессор факультета глобальных процессов МГУ им. М.В. Ломоносова.