Микроскопические роботы на основе белых кровяных клеток нейтрофилов доставляют лекарства в головной мозг - Гранит науки - 2021-04-05

Микроскопические плавающие роботы, которые могут перемещаться внутри организма для выполнения различных медицинских задач, таких как направленная доставка средств терапии или микрохирургия, уже не новость. В исследовании, которое опубликовал журнал Science Robotics, описаны контролируемые магнитным полем микророботы на основе самого распространенного типа лейкоцитов - нейтрофилов, эти частицы назвали нейтроботами. Главная трудность в лечении заболеваний центральной нервной системы состоит в том, чтобы лекарство смогло оказаться за гематоэнцефалическим барьером. Это высоко избирательная граница, которая препятствует попаданию в головной мозг большинства чуждых ему соединений. Но определенные белые кровяные клетки имеют допуск, позволяющий им бороться с инфекцией и воспалением за пределами гематоэнцефалического барьера внутри мозга. Это, как пишет The Scientist, делает их троянскими конями, которые могут перенести лекарства за барьер. В предыдущих исследованиях ученые уже нагружали препаратами против рака мозга нейтрофилы и макрофаги, которые обладают природной способностью отыскивать раковые клетки, потому что они перемещаются в направлении повышенных концентраций связанных с воспалением молекул, вырабатываемых пораженными заболеванием тканями.

Но первые попытки создать способные переносить лекарства клетки иммунной системы оказались безуспешными в лечении рака мозга у мышей, вероятно отчасти из-за медленной миграции к месту поражения. Для ускорения и контроля нагруженных нейтрофилов в экспериментах по лечению глиомы у мышей, Чжигуан У (Zhiguang Wu) из Харбинского технологического института в Китае (Harbin Institute of Technology) и его коллеги создали нейтроботы, контролируемые магнитным полем. Сначала авторы сделали наночастицы из геля с намагниченными гранулами из оксида железа и противораковым лекарством паклитакселом. Затем наночастицы покрывали бактериальной мембраной кишечной палочки. Замаскированные под вредоносную бактерию, они гораздо активнее захватывались нейтрофилами мышей in vitro, чем просто наночастицы. В экспериментах in vivo ученые сначала внесли в мозг мышам клетки глиомы, затем удалили фрагмент образовавшейся опухоли, чтобы вызвать воспалительную реакцию, после чего нейтроботы с лекарством вкололи в хвостовую вену грызунов и под действием вращающегося магнитного поля доставили в головной мозг. Магнитно-резонансная визуализация показала, что нейтроботы сконцентрировались вокруг глиомы, то есть преодолели гематоэнфецалический барьер. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».