روبوتات نانوية قادرة على اختراق المخاط لتوصيل الأدوية

طور العلماء روبوتات مخاطية مجهرية أصغر من الخلية وقادرة على إيصال الأدوية إلى الجسم عن طريق التسلل عبر الدفاعات المناعية مثل “حصان طروادة”.

يعمل المخاط كحاجز وقائي لزج ضد الجراثيم، ولكنه يمكن أيضًا أن يجعل إعطاء بعض الأدوية أكثر صعوبة لأنه يحبس جزيئات الدواء، ولا يبطن هذا المخاط الأنف فحسب، بل يحمي أيضًا الرئتين والمعدة والأمعاء والعينين عن طريق تناول مسببات الأمراض.

طور العلماء روبوتات صغيرة بمخاط نانوي الحجم يغذيه بيروكسيد الهيدروجين، والذي يمكنه تجاوز الحاجز المخاطي بسهولة.

باستخدام الفئران، أظهر علماء من الجمعية الكيميائية الأمريكية كيف يمكن لروبوتات المخاط الخاصة بهم اختراق الطبقة الدفاعية اللزجة للمخاط ومن المحتمل أن تقوم بتوصيل الأدوية بكفاءة أكبر.

الروبوتات صغيرة جدًا، حيث أن 10 منها مصطفة معًا ولا تغطي سوى عرض خلية الدم الحمراء، ويتكون كل روبوت من جزيئات مسامية يمكن ملؤها بجزيئات الدواء، مما يساعد الأدوية على التسلل عبر نظام الدفاع في الجسم مثل حصان طروادة.

قام الفريق بربط إنزيمات الكاتلاز، وهو محفز بيولوجي يعمل على تسريع معدل التفاعلات الكيميائية في الخلايا، بالروبوتات. ثم أعطوه للفئران باستخدام بيروكسيد الهيدروجين الذي يعمل على تسييل المخاط، مما ساعد على دفع الروبوتات المخاطية.

ثم قام الفريق ببناء نموذج للطبقة المخاطية المعوية، باستخدام الخلايا المعوية البشرية التي زرعوها في المختبر، وفي غضون 15 دقيقة، عبرت الروبوتات الصغيرة الطبقة المخاطية للنموذج دون الإضرار بشكل كبير بالخلايا الموجودة تحتها.

ونظرًا لأنه يتم تنظيف المخاط وتجديده كل 10 دقائق إلى 4.5 ساعات، فإن هذا الإطار الزمني السريع يمكن أن يمنع الروبوتات من الوقوع في فخ الطبقة المخاطية وإزالتها.

وأجرى العلماء المزيد من الاختبارات على أمعاء الفئران ورأوا نتائج مماثلة، حيث تمكنت الروبوتات النانوية من تجاوز الطبقة المخاطية دون الإضرار بالخلايا والأنسجة الموجودة تحتها.

حوالي 28% من الروبوتات النانوية المخاطية كانت قادرة على عبور الحاجز المخاطي، ويعتقد العلماء أن الروبوتات الخاصة بهم هي وسيلة واعدة لتوصيل الأدوية التي عادة ما يتم حظرها بواسطة الحاجز المخاطي.