Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего (UCSD) разработали эффективную систему микророботов для лечения бактериальной пневмонии. Об этом сообщает сайт MedGadget. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
Бактериальная пневмония, как особенно показала пандемия Covid-19, может иметь тяжелые последствия для пациентов, особенно потому, что она часто может развиваться, когда кто-то находится на искусственной вентиляции легких и уже пребывает в тяжелом состоянии. Заболевание в любом случае может быть трудно лечить. Простое введение больших доз антибиотиков в кровоток может оказаться неэффективным, так как очень малая часть дозы попадает туда, где она необходима, то есть в легкие.
Поиск более целенаправленных и эффективных методов лечения побудил исследователей UCSD создать методику локальной терапии, которая может активно проникать в легкие и доставлять лекарства именно туда, где они необходимы. «Наша цель – адресная доставка лекарств в труднодоступные органы, такие как легкие, причем сделанная безопасным, простым, биосовместимым и долговечным способом. Это то, что мы продемонстрировали в своей новой работе», – отметил Лянфан Чжан, один из создателей новых микророботов.
В качестве средства доставки антибиотиков исследователи выбрали водоросли. Клетки водорослей очень хорошо умеют плавать в биологических жидкостях, таких как густая слизь, которая обычно присутствует в легких человека с пневмонией.
Микророботы фактически сами состоят из живых клеток водорослей, что позволяет им перемещаться по легким и доставлять лекарства в труднодоступные места. Ученые для изготовления этих микророботов прикрепили наполненные антибиотиками полимерные сферы к внешней стороне клеток водорослей, а также покрыли сферы мембранами нейтрофилов для дополнительного противовоспалительного действия.
Исследователи UCSD протестировали микророботов на мышах с пневмонией, вызванной Pseudomonas aeruginosa. Этот тип пневмонии, как правило, возникает у пациентов, перенесших искусственную вентиляцию легких, и может быть опасным для жизни. Микророботов доставляли в легкие подопытных грызунов с помощью трубки, вставленной в трахею.
Тесты показали, что у обработанных микророботами мышей инфекция исчезла через неделю, и все они выжили, тогда как необработанные мыши из контрольной группы умерли всего за три дня. Этот подход также показал себя более эффективным, чем внутривенное введение антибиотиков, поскольку для лечения инфекции потребовалась лишь часть ранее применяемой дозы препаратов.
Инъекционная доза, по оценкам ученых, чтобы добиться того же эффекта у мышей, должна была быть в 3000 раз выше, чем доза, введенная в клетки водорослей. Исследователи уверены, что их новый метод можно уже в скором времени масштабировать, и микроботы можно будет легко вводить в легкие пациентов, находящихся на ИВЛ, не применяя трубку в дыхательном горле.
«При внутривенной инъекции иногда в легкие попадает лишь очень небольшая часть антибиотиков. Вот почему многие современные антибиотики для лечения пневмонии не работают должным образом, что приводит к очень высокому уровню смертности среди больных пациентов. Основываясь на поведенном тесте на мышах, мы видим, что микророботы потенциально могут улучшить проникновение антибиотиков, чтобы убить бактериальные патогены и тем самым спасти больше жизней», – подчеркнул Виктор Низе, врач и профессор педиатрии UCSD, один из соавторов нового исследования.