gêmeo revolucionário

Por Academia Chinesa de Ciências, 10 de março de 2023

Os micro/nanorobôs de levedura utilizam motores duplos para se autopropelir em ambientes intraluminais e extraluminais gastrointestinais. Crédito: SIAT

Micro/nanorobôs com capacidades de autopropulsão e navegação têm atraído grande atenção na administração e terapia de medicamentos devido à sua locomoção controlável em tecidos corporais de difícil acesso.

No entanto, desenvolver micro/nanorobôs autoadaptativos que possam ajustar seus mecanismos de condução através de múltiplas barreiras biológicas para alcançar lesões distantes ainda é um desafio.

Recentemente, uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Lintao Cai do Instituto de Tecnologia Avançada de Shenzhen (SIAT) da Academia Chinesa de Ciências desenvolveu um micro/nanorrobô de levedura de biomotor duplo (TBY-robô) com autopropulsão e autoadaptação capacidades que podem navegar autonomamente para locais inflamados para fornecer terapia de inflamação gastrointestinal por meio de troca de enzima-macrófago (EMS).

This study was published on February 22 in the journal Science Advances<em>Science Advances</em> is a peer-reviewed, open-access scientific journal that is published by the American Association for the Advancement of Science (AAAS). It was launched in 2015 and covers a wide range of topics in the natural sciences, including biology, chemistry, earth and environmental sciences, materials science, and physics." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">Avanços da Ciência.

Entrega EMS de robôs TBY para transporte de longa distância através de múltiplas barreiras biológicas. Crédito: SIAT

Os pesquisadores construíram o TBY-robô imobilizando assimetricamente a glicose oxidase e a catalase na superfície de microcápsulas de levedura embaladas com nanopartículas anti-inflamatórias. Em uma concentração homogênea de glicose, a distribuição Janus de enzimas pode catalisar a decomposição da glicose para gerar um gradiente local de glicose que induz o movimento de autopropulsão do robô TBY.

Na presença de um gradiente de glicose enteral, os robôs TBY orais movem-se em direção ao gradiente de glicose para penetrar na barreira do muco intestinal e, em seguida, atravessar a barreira epitelial intestinal por transcitose de células microdobradas. "Descobrimos que os robôs TBY penetraram efetivamente na barreira do muco e aumentaram notavelmente sua retenção intestinal usando um mecanismo acionado por enzimas duplas movendo-se em direção ao gradiente de glicose enteral", disse o Prof. CAI.

Após a mudança in situ para o biomecanismo de macrófagos nas placas de Peyer, os robôs TBY migram autonomamente para locais inflamados do trato gastrointestinal por meio da entrega de retransmissão de macrófagos guiada por quimiocinas. "De forma encorajadora, os robôs TBY aumentaram o acúmulo de drogas no local da doença em aproximadamente 1.000 vezes, atenuando acentuadamente a inflamação e melhorando a patologia da doença em modelos de camundongos de colite e úlceras gástricas", disse o Prof. CAI.

Essa estratégia de entrega de biomotor duplo é um processo orientado por sequência usando EMS, com patches de Peyer como estações de transferência. Esse processo pode transportar com precisão a terapêutica através de múltiplas barreiras biológicas para locais distantes e profundos de doenças.

“A rota de transporte é semelhante à do Serviço de Correio Expresso, que entrega encomendas com precisão para um destino distante usando diferentes meios de transporte”, disse o Prof. CAI. Esses robôs TBY auto-adaptativos representam uma estratégia segura e promissora para o tratamento de precisão da inflamação gastrointestinal e outras doenças inflamatórias.

Referência: "Micro/nanorobôs auto-adaptativos de biomotores gêmeos usando atuação enzimática e retransmissão de macrófagos para terapia de inflamação gastrointestinal" por Baozhen Zhang, Hong Pan, Ze Chen, Ting Yin, Mingbin Zheng e Lintao Cai, 22 de fevereiro de 2023, Science Advances.DOI : 10.1126/sciadv.adc8978