Как новые микроботы помогут в лечении рака

На страницах нашего портала мы уже не раз рассказывали вам о различных микроботах и крошечных роботах, которые способны действовать словно «врачи изнутри», патрулируя наш организм, выискивая и уничтожая все, что может принести нам вред. При этом крайне перспективная область применения таких микроботов — это лечение онкологических заболеваний, ведь даже одна упущенная клеточка может вызвать рецидив процесса. И недавно таких ботов разработали ученые из Калифорнийского технологического института.

Как выглядят мирокботы

Сами по себе роботы имеют довольно простое строение. Они представляют своего рода капсулу в виде «слоеного пирога» из микромоторов и действующего вещества.

Когда капсула достигает опухоли, мы можем активировать ее, разбить капсулу, выпустить микромоторы, и они будут двигаться вокруг области опухоли. Это движение очень важно для доставки лекарств, — говорит Вэй Гао из Калифорнийского технологического института.

Устроена капсула следующим образом: в ее составе есть частицы магния около 20 микрометров в диаметре. Сначала слой золота покрывает магний, а затем слой гидрогеля, содержащий препараты для борьбы с опухолями, «обертывает» все остальное. Сверху капсула покрыта слоем желатиноподобного вщества. Золото и магний как раз выступают в роли микромоторов. О том, как они работают мы расскажем чуть позже, а пока перейдем к серии экспериментов, которые провели американские ученые.

Микробот в виде капсулы. Отверстие снизу — начало процесса разрушения оболочки

Микроботы и рак

Команда экспертов скормила получившиеся капсулы мышам, у которых в толстом кишечнике были имплантированы клетки меланомы для имитации рака толстой кишки. Меланома использовалась потому, что эти клетки хорошо поглощают ближний инфракрасный свет, поэтому команда могла лучше отслеживать эффекты капсул с помощью фотоакустической компьютерной томографии, которая посылает инфракрасный свет в ткани, где он преобразуется в звук и возвращается в виде изображения, похожего на УЗИ.

Когда капсулы достигли толстого кишечника, команда направила сильный луч инфракрасного света на них. Это нагрело золото и из-за разности температур нагревания золота и магния, эти 2 металла, реагируя, действуют как небольшие моторчики. Из-за различной плотности и уже упомянутой разницы температур, колебание частиц металаа создает что-то вроде завихрений. Колебания золота и магния напоминают работу пропеллеров (примерно как на моторных лодках), что заставляет микробота продвигаться вглубь опухоли, попутно высвобождая лекарство.

Применение лекарств в желудочно-кишечном тракте является сложной задачей, потому что они могут пройти по кишечнику дальше прежде, чем подействуют. Нам нужно что-то, что обеспечивало бы долгосрочное действие. Микроботы перемещаются вокруг опухоли, поэтому они могут проникать в ткань опухоли и медленно высвобождать препарат в течение длительного времени”, — говорит Гао.