Des progrès considérables ont été réalisés dans l’administration et la thérapie de médicaments par des micro ou nanorobots dotés de capacités d’autopropulsion et de navigation grâce à leur locomotion contrôlable dans des tissus corporels inaccessibles..
Les micro/nanrobots de levure utilisent un bimoteur pour s’autopropulser dans des environnements gastro-intestinaux intraluminaux et extraluminaux. Crédit d’image : Institut de technologie avancée de Shenzhen.
Mais trouver des micro ou des nanorobots auto-adaptatifs capables d’ajuster leurs mécanismes de conduite à travers plusieurs barrières biologiques pour atteindre des lésions à distance reste une difficulté.
Récemment, un groupe de recherche dirigé par le professeur Lintao Cai du Shenzhen Institute of Advanced Technology (SIAT) du Académie chinoise des sciences a mis au point un micro ou nanorobot de levure à double biomoteur (robot TBY).
Cela a des capacités d’auto-adaptation et d’auto-propulsion qui ont le potentiel de naviguer de manière autonome vers les sites enflammés pour offrir une thérapie de l’inflammation gastro-intestinale par commutation enzyme-macrophage (EMS).
Cette étude a été rapportée dans le Avancées scientifiques journal le 22 févriernd2023.
Le robot TBY a été construit par des scientifiques en immobilisant de manière asymétrique la catalase et la glucose oxydase à la surface de microcapsules de levure anti-inflammatoires emballées dans des nanoparticules.
À une concentration de glucose homogène, la distribution Janus des enzymes pourrait catalyser la décomposition du glucose pour produire un gradient de glucose local qui induit un mouvement d’autopropulsion du robot TBY.
En présence d’un gradient de glucose entéral, les robots TBY oraux naviguent vers le gradient de glucose pour pénétrer la barrière du mucus intestinal et traverser davantage la barrière épithéliale intestinale par transcytose des cellules micropliées.
Nous avons constaté que les robots TBY pénétraient efficacement la barrière de mucus et amélioraient notamment leur rétention intestinale à l’aide d’un moteur à double enzyme se déplaçant vers le gradient de glucose entéral..
Lintao Cai, professeur, Institut de technologie avancée de Shenzhen, Académie chinoise des sciences
Suivant sur site en passant au biomoteur macrophage dans les plaques de Peyer, les robots TBY migrent indépendamment vers les sites enflammés du tractus gastro-intestinal via la livraison de relais de macrophages guidés par la chimiokine.
De manière encourageante, les robots TBY ont augmenté d’environ 1000 fois l’accumulation de médicaments au site malade, atténuant nettement l’inflammation et améliorant la pathologie de la maladie dans des modèles murins de colite et d’ulcères gastriques.
Lintao Cai, professeur, Institut de technologie avancée de Shenzhen, Académie chinoise des sciences
Ce plan de livraison à deux biomoteurs est connu sous le nom de processus séquentiel utilisant EMS, avec les patchs de Peyer comme stations de transfert. Ce processus pourrait transporter avec précision des agents thérapeutiques à travers plusieurs barrières biologiques vers des sites de maladie éloignés et profonds.
L’itinéraire de transport est similaire à celui du service de courrier express, qui livre avec précision des colis vers une destination éloignée en utilisant différentes installations de transport.
Lintao Cai, professeur, Institut de technologie avancée de Shenzhen, Académie chinoise des sciences
De tels robots TBY auto-adaptatifs caractérisent une stratégie sûre et pleine d’espoir pour le traitement précis de l’inflammation gastro-intestinale ainsi que d’autres maladies inflammatoires.
Référence de la revue
Zhang, B., et al. (2023) Micro / nanorobots auto-adaptatifs à deux biomoteurs utilisant l’actionnement enzymatique et le relais de macrophages pour le traitement de l’inflammation gastro-intestinale. Avancées scientifiques. doi.org/10.1126/sciadv.adc8978.
