Jumeau révolutionnaire

Par Académie chinoise des sciences10 mars 2023

Les micro/nanrobots de levure utilisent un bimoteur pour s'autopropulser dans des environnements gastro-intestinaux intraluminaux et extraluminaux. Crédit : SIAT

Les micro/nanrobots dotés de capacités d'autopropulsion et de navigation ont attiré une grande attention dans l'administration de médicaments et la thérapie en raison de leur locomotion contrôlable dans les tissus corporels difficiles à atteindre.

Cependant, développer des micro/nanorobots auto-adaptatifs capables d'ajuster leurs mécanismes d'entraînement à travers de multiples barrières biologiques pour atteindre des lésions distantes reste un défi.

Récemment, une équipe de recherche dirigée par le professeur Lintao Cai de l'Institut de technologie avancée de Shenzhen (SIAT) de l'Académie chinoise des sciences a mis au point un micro/nanrobot de levure à deux biomoteurs (robot TBY) avec autopropulsion et auto-adaptation. capacités qui peuvent naviguer de manière autonome vers des sites enflammés pour fournir une thérapie contre l'inflammation gastro-intestinale via la commutation enzyme-macrophage (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"}]">Les avancées scientifiques.

Livraison EMS de robots TBY pour le transport longue distance à travers plusieurs barrières biologiques. Crédit : SIAT

Les chercheurs ont construit le robot TBY en immobilisant asymétriquement la glucose oxydase et la catalase sur la surface de microcapsules de levure anti-inflammatoires emballées dans des nanoparticules. À une concentration de glucose homogène, la distribution Janus des enzymes peut catalyser la décomposition du glucose pour générer 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 se déplacent vers le gradient de glucose pour pénétrer la barrière du mucus intestinal, puis traversent la barrière épithéliale intestinale par transcytose des cellules micropliées. "Nous avons découvert que les robots TBY pénétraient efficacement la barrière muqueuse et amélioraient notamment leur rétention intestinale à l'aide d'un moteur à double enzyme se déplaçant vers le gradient de glucose entéral", a déclaré le professeur CAI.

Après le passage in situ au biomoteur macrophage dans les plaques de Peyer, les robots TBY migrent de manière autonome vers les sites enflammés du tractus gastro-intestinal grâce à la livraison de relais macrophages guidés par la chimiokine. « De manière encourageante, les robots TBY ont augmenté d'environ 1000 fois l'accumulation de médicaments sur le site malade, atténuant nettement l'inflammation et améliorant la pathologie de la maladie dans des modèles murins de colite et d'ulcères gastriques », a déclaré le professeur CAI.

Cette stratégie de livraison à deux biomoteurs est un processus séquentiel utilisant EMS, avec les patchs de Peyer comme stations de transfert. Ce processus peut transporter avec précision des agents thérapeutiques à travers de multiples barrières biologiques vers des sites de maladie éloignés et profondément enracinés.

"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", a déclaré le professeur CAI. Ces robots TBY auto-adaptatifs représentent une stratégie sûre et prometteuse pour le traitement de précision de l'inflammation gastro-intestinale et d'autres maladies inflammatoires.

Référence : "Micro/nanorobots auto-adaptatifs à deux biomoteurs utilisant l'activation d'enzymes et le relais de macrophages pour la thérapie de l'inflammation gastro-intestinale" par Baozhen Zhang, Hong Pan, Ze Chen, Ting Yin, Mingbin Zheng et Lintao Cai, 22 février 2023, Science Advances.DOI : 10.1126/sciadv.adc8978