ربات‌های کوچک شناگر ذات‌الریه را درمان می‌کنند

به گزارش گروه علم و آموزش ایران اکونومیست از «سای تک دیلی»، این میکروربات‌ها باکتری‌هایی را که باعث ذات‌الریه در ریه‌های موش می‌شوند از بین بردند و در نتیجه موجب بقا و زنده‌ ماندن ۱۰۰ درصدی موش‌ها شدند. در مقابل، موش‌هایی که به این روش تحت درمان قرار نگرفته بودند، همگی سه روز پس از عفونت جان خود را از دست دادند. نتایج این تحقیق به تازگی در نشریه «مواد طبیعت» (Nature Materials) منتشر شده است.

این میکروربات‌ها از سلول‌های جلبکی ساخته شده‌اند که سطح آن‌ها با نانوذرات حاوی آنتی‌بیوتیک خال‌دار (لکه‌دار) شده است. جلبک‌ها تحرک ایجاد می کنند و به میکروربات‌ها اجازه می دهند با شنا در محیط ریه‌ها آنتی بیوتیک‌ها را بطور مستقیم به باکتری‌های بیشتری در ریه‌ها برسانند. کُره‌های پلیمری زیست تخریب پذیر (biodegradable) کوچک که ذرات نانوی حاوی آنتی بیوتیک را تشکیل می‌دهند، با غشای سلولی نوتروفیل (neutrophils) - نوعی گلبول سفید - پوشیده شده اند.

این غشاهای سلولی از این حیث منحصر به فرد هستند که مولکول‌های التهابی (inflammatory) تولیدشده توسط باکتری‌ها و سیستم ایمنی بدن را جذب و خنثی می کنند. در نتیجه، این میکروربات‌ها توانایی بهتری برای مبارزه با عفونت‌های ریه دارند زیرا می‌توانند التهاب‌های زیان‌آور را تخفیف دهند.

«جوزف وانگ» و «لیانگ فانگ ژانگ» دو استاد مهندسی نانو در دانشکده مهندسی دانشگاه کالیفرنیا در این پروژه همکاری کردند. وانگ از کارشناسان تراز اول جهانی در زمینه رباتیک میکرو و نانو است؛ ژانگ نیز از پیشروهای جهان در زمینه ساخت ذرات نانو شبیه سلول‌های زنده برای درمان عفونت‌ها و بیماری‌ها است.

آنها در کنار هم پیشگام ابداع و ساخت ربات‌های کوچک منتقل‌کننده دارو هستند که می توانند بطور ایمن در حیوانات زنده برای درمان عفونت‌های باکتریایی در شکم و خون استفاده شوند. درمان عفونت‌های باکتریایی ریه تازه‌ترین کار آنها در این زمینه است.

ژانگ می گوید: هدف ما این است که دارو را به بخش‌ها (یا اندام‌های) دشوارتر در بدن مانند ریه‌ها انتقال دهیم و می‌خواهیم این کار را به روشی ایمن، آسان، سازگار با محیط زیست (biocompatible) و ماندگار انجام دهیم. این چیزی است که ما در این کار تحقیقی به اثبات رساندیم.

این تیم تحقیقاتی از میکروربات برای درمان موش‌های مبتلا به یک نوع حاد و بالقوه کُشنده ذات الریه ناشی از باکتری «سودوموناس آئروژینوزا» (Pseudomonas aeruginosa) استفاده کرد. این شکل از ذات الریه معمولا در بیمارانی حادث می‌شود که در بخش مراقبت‌های (آی سی یو) تهویه مکانیکی دریافت می‌کنند. محققان این میکروربات‌ها را از طریق لوله‌ای از مسیر نای به ریه‌های موش‌ها وارد کردند. عفونت‌ها پس از یک هفته به طور کامل از بین رفت و تمام موش‌های تحت درمان با میکروربات‌ها تا مدت بیش از ۳۰ روز زنده ماندند در حالی که موش‌های درمان نشده در مدت سه روز مُردند.

درمان با میکروربات‌ها همچنین موثرتر از تزریق داخل وریدی آنتی بیوتیک به جریان خون بود. تزریق وریدی نیازمند دُزی از آنتی بیوتیک است که برای رسیدن به تاثیر مشابه سه هزار برابر بیشتر از مقدار آنتی‌بیوتیک مورد استفاده با میکروربات‌ها بود. برای مقایسه، دُز آنتی‌بیوتیک استفاده شده با میکروربات‌ها ۵۰۰ نانوگرم به ازای هر موش بود در حالی که در تزریق وریدی برای هر موش ۱.۶۴۴ میلی‌گرم آنتی‌بیوتیک استفاده شده بود.

این رویکرد درمانی از این لحاظ موثر و کارآمد است که دارو را به جای پخش کردن در بدن درست در جایی که باید برود قرار می دهد.

شاید فکر قرار دادن سلول‌های جلبک در ریه‌ها برای شما چندش‌آور باشد اما محققان می‌گویند که این روش ایمن و بی‌خطر است. پس از درمان، سلول های ایمنی بدن به طور موثر جلبک‌ها را همراه با ذرات نانوی باقی مانده هضم می کنند و هیچ چیز سمی باقی نخواهد ماند.