Нанороботы помогают вылечить смертельно опасную форму пневмонии

Американские ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали нанороботов, которые доставляют антибиотики прямо в легкие. Они гораздо эффективнее, чем обычные препараты, в лечении смертельно опасной формы бактериальной пневмонии. Исследование опубликовано в журнале Nature Materials.

Бактерия Pseudomonas aeruginosa способна вызывать опасную острую форму пневмонии. Обычно ее лечат внутривенным введением антибиотиков, но часто этого недостаточно. Именно поэтому у такой бактериальной пневмонии достаточно высокий уровень смертности.

Американские ученые разработали нанороботов для доставки лекарств. Они состоят из клеток водорослей, поверхность которых покрыта наночастицами. В этих частицах содержатся антибиотики. Клетки водорослей исправно функционируют, поэтому нанороботы способны двигаться и доставлять лекарства в нужную точку. Наночастицы, содержащие антибиотики, изготовлены из биоразлагаемого полимера. Их покрытие также напоминает мембрану нейтрофилов — разновидности белых кровяных клеток. Благодаря этому наночастицы способны поглощать и нейтрализовать молекулы, которые вызывают воспаление и синтезируются бактериями и собственной иммунной системой человека. Ученые проверили работу нанороботов на мышах с опасной формой пневмонии. Препарат вводили через трубку, помещенную в трахею. Мыши вылечились всего за неделю и прожили более 30 дней, то есть выживаемость была равна 100%. В то же время мыши, которых не лечили, погибли за 3 дня.

Ученые отметили, что лечение с помощью нанороботов оказалось эффективнее, чем внутривенное введение антибиотиков. Во втором случае доза антибиотиков была в 3 тыс. раз выше, чем в первом. Для сравнения, при использовании нанороботов на мышь приходилось 500 нг антибиотика, а при введении капельницы — 1,6 мг. Снижение дозировки при том же эффекте объясняется тем, что антибиотики доставляются напрямую к очагу инфекции. Эффективность также улучшается за счет подвижности нанороботов.

В дальнейшем ученые планируют провести более подробное исследование о взаимодействии нанороботов с иммунной системой человека. Сейчас они знают, что иммунные клетки способны «переварить» и каркас из клетки водорослей, и наночастицы. Также ученым нужно подтвердить их концепцию еще раз, прежде чем перейти к испытаниям на более крупных животных и людях.