Микроботы из водорослей позволяют эффективнее лечить опухоли мозга

Фото из открытых источников

Исследовательской группой из Шэньянского института автоматизации Китайской академии наук разработаны микророботы на базе диатомовых водорослей. Это уникальные помощники для лечения опухолей мозга, рассказала публикация на ресурсе учреждения.

Диатомеи обладают размерами от единиц до десятков микрометров, их много в морской и пресной воде. Они являются одними из самых крохотных фотосинтезирующих организмов на Земле. Их клетки похожи на маленькую коробочку. Ее пористая внешняя клеточная стенка-панцирь составлена из прозрачного и твердого кремнезема, который под микроскопом показывает разнообразные структуры с однородными микропорами.

Эти особенности вдохновили исследователей, и они придумали, как использовать эндогенный хлорофилл, который содержится в диатомовых водорослях. Его решили задействовать в роли природного фотосенсибилизатора для фотодинамической терапии глиобластомы, не требующей дополнительной модификации либо введения лекарства.

Для создания микророботов, специалисты применили методику кислотной обработки, которая позволила превратить диатомовые водоросли в микро- и наноразмерные роботизированные платформы. Благодаря внутренней пористой структуре панциря стала возможной загрузка в них лекарств, точную доставку которых обеспечивало воздействие внешнего магнитного поля. Хлорофилл, что содержится в клетках водорослей, намеренно не удаляли, чтобы он мог оставаться естественным лекарством. 

Алгоритмы искусственного интеллекта научили роботов-диатомей автономно управлять движением по замкнутому циклу, позволяя им перемещаться по заданным траекториям. Также они оказались способными преодолевать узкие проходы и атаковать на злокачественные клетки.

В ряде экспериментов специалисты вводили микророботы мышам прямо в очаги внутричерепной глиобластомы и проводили активацию фотодинамической терапии с применением лазерного облучения. Новая методика помогла увеличить выживаемость при первичной глиобластоме, микророботы смогли эффективно подавлять рост опухоли без заметной системной токсичности.

Учёные резюмируют: новый вид микророботов не требует введения экзогенного препарата и поможет избежать последствий, что связаны с утечкой препарата. Адресная доставка таким образом снизила риски повреждения здоровых тканей.