Kollégáimmal a San Diego-i Kaliforniai Egyetem Wang-laboratóriumában és Zhang kutatócsoportjában az elmúlt öt évben biohibrid mikrorobotokat fejlesztettünk ki, olyan apró, természetes és szintetikus anyagokból készült tárgyakat, amelyek felhasználhatók a gyógyászatban.
Most közzétett kutatásunkban egy zöld mikroalga-alapú biohibrid mikrorobotot készítettünk, amely képes kemoterápiát közvetlenül a tüdőbe juttatni és tüdőmetasztázisokat kezelni.
A szintetikus mikrorobotok jellemzően merev fém- vagy polimerszerkezetekből készülnek, amelyeket nehéz előállítani. Nem képesek hozzáférni bizonyos szervekhez és szövetekhez, és mérgezőek lehetnek az emberre.
A mikroalgák áthidalják ezeket az aggályokat. Egyrészt a mikroalgák képesek önállóan mozogni egy flagellának nevezett szőrszerű függelék segítségével, amellyel olyan szerveken mozognak, mint például a tüdő. Más mikroorganizmusokhoz képest kevésbé mérgezőek. Olcsóbbak és könnyebben előállíthatók.
Algaalapú mikrorobotjainkat tüdőáttétes egereken tesztelték. Azzal, hogy ezeket az algaalapú mikrorobotokat a légcsövön keresztül adták be, a gyógyszert közvetlenül a tüdőbe jutott, és így minimalizálták a más szervekre gyakorolt mellékhatásokat.
A tüdőbe jutva az algaalapú mikrorobotunk úszni tudott, és el tudta osztani a gyógyszert a tüdőszövetben. A tüdő immunsejtjeinek pusztulását is el tudta kerülni, lehetővé téve a gyógyszer fokozatos felszabadulását a nanorészecskékből.
A szabad hatóanyaggal és a statikus hatóanyaggal töltött nanorészecskékkel összehasonlítva, amelyek nem képesek önállóan mozogni, a biohibrid mikrorobotjaink nagyobb koncentrációban halmozódtak fel, és hosszabb ideig megmaradtak a tüdőben.
Azáltal, hogy a kemoterápiát hatékonyabban juttatták el a beteg tüdőszövetekbe, a biohibrid mikrorobotok jelentősen javították a terápiás eredményeket, csökkentették a tüdődaganatokat, és meghosszabbították a kezelt egerek túlélését.
Az immunsejtek végül a mikrorobotokat nem mérgező összetevőkre bontják, és teljesen eltávolítják őket a szervezetből.
