Группа исследователей из Калифорнийского технологического института в Пасадене разработала миниатюрные самоходные капсулы, способные доставлять медикаменты непосредственно в опухолевые клетки.
Специалисты уже протестировали микроботов на мышах и надеются однажды начать применять подобные разработки для лечения рака в труднодоступных местах организма.
«Когда капсула достигнет опухоли, мы сможем активировать ее, дистанционно сломать капсулу и активировать микромоторы. Благодаря этому, боты смогут двигаться вокруг опухоли, [точечно доставляя лекарства]», — говорит разработчик Вей Гао из Калифорнийского технологического института.
Он и его команда создали микрокапсулы, состоящие из нескольких слоев. Так, «Сердцем» мотора является частица магния диаметром около 20 микрометров. Её покрывает слой золота, а затем наноконструкция обертывается гидрогелевым слоем, содержащим противоопухолевые препараты. Затем вся эта многослойная конструкция помещается в желатиновую капсулу.
Команда кормила такими пилюлями мышей с клетками меланомы в кишечнике, выращенные там для имитации рака толстой кишки. Меланома была использована потому, что эти клетки хорошо поглощают ближний инфракрасный свет, поэтому команда могла лучше отслеживать эффект капсул с помощью фотоакустической компьютерной томографии.
Гао и его коллеги отслеживали капсулы, когда они проникли в кишечник мышей и приблизились к раковым клеткам. Попав туда, команда направила мощный луч инфракрасного света на капсулы, который разогревал золото, благодаря чему и высвобождались лекарственные препараты.
Одновременно с этим нагревался и магний, вступающий в реакцию с кишечной жидкостью. В результате реакции из 2-нанометрового отверстия начинали высвобождаться пузырьки водорода, появившиеся в результате этой реакции. Так капсула начинала перемещаться, подобно шарику, из которого выходит воздух.
Доставка лекарств в желудочно-кишечный тракт — непростая задача, потому что кишечник постоянно движется, поэтому лекарства могут смыться до того, как достигнут области лечения. Микромоторы позволяют капсулам перемещаться, поэтому они могут проникать в ткани опухоли и медленно высвобождать препарат в течение длительного времени.
Тем не менее, есть и проблемы: человеческий организм гораздо сложнее мышиного. Сейчас исследователи заняты разработкой способа доставки микроботов в глубину организма. У них уже есть некоторые наработки, но о тотальном успехе говорить ещё очень рано.
