Kemampuan Mandiri Jangkau Lokasi Peradangan

DALAM sebuah makalah yang diterbitkan pada di Science Advances pada 2023, sebuah tim peneliti telah mengembangkan nanorobot ragi bioteknologi ganda untuk terapi peradangan gastrointestinal (GI). Robot ini tidak hanya dapat menavigasi secara otomatis ke area yang meradang di saluran GI, tetapi juga meningkatkan akumulasi obat di area yang sakit tersebut sekitar 1000 kali lipat.

Peradangan gastrointestinal adalah gangguan kompleks yang tidak hanya menyebabkan rasa sakit dan ketidaknyamanan, tetapi juga meningkatkan risiko kanker. Namun, mengantarkan obat ke saluran gastrointestinal bisa menjadi pengalaman yang sangat menyiksa.

Sistem penghantaran pengobatan saat ini tidak bergerak dan bergantung pada difusi pasif. Hal ini umumnya menyebabkan dosis yang sering dan berpotensi menimbulkan efek samping yang parah bagi pasien.

Salah satu solusi untuk masalah ini adalah nanorobot, yang dapat melintasi berbagai penghalang biologis dan mengantarkan obat ke area target dan jaringan yang sulit dijangkau. Untuk mencapai hal ini, tim peneliti dari Institut Teknologi Lanjutan Shenzhen membangun nanorobot ragi biomesin ganda (robot TBY).

Mereka merancang robot ini agar memiliki kemampuan mendorong dan menavigasi sendiri, sehingga dapat secara aktif melintasi penghalang biologis dan melalui saluran pencernaan untuk mengantarkan obat ke area penyakit tertentu.

Dua Mesin Lebih Baik

Robot TBY terbuat dari mikrokapsul ragi, yang merupakan mikrosfer yang dapat terurai secara hayati, berpori, dan seragam. Robot ini dirancang agar biokompatibel untuk mencegah potensi toksisitas dan patogenisitas dalam aplikasi peradangan saluran pencernaan.

Robot TBY dirancang dengan dua mesin yang berbeda, bukan satu, sehingga dapat mengatasi beberapa penghalang biologis dan menjangkau lesi yang jauh atau dalam. Penggerak mesin tunggal membatasi kemampuan mikro/robot nano yang bergerak sendiri untuk beradaptasi dengan perubahan lingkungan mikro yang dihadapi saat melintasi penghalang biologis.

Alat itu menggunakan strategi pengiriman bioengine ganda yang memanfaatkan kekuatan mesin enzimatik dan makrofag. Mesin pertama terdiri dari enzim yang diimobilisasi secara asimetris, yaitu enzim glukosa oksidase (GOx) dan katalase (Cat), yang mengubah glukosa menjadi tenaga penggerak.

Selanjut robot TBY kemudian secara aktif menembus lendir usus dan memasuki bercak Peyer melalui transitosis sel mikrofold. Bercak Peyer bertindak sebagai “stasiun transfer” tempat robot TBY kemudian beralih ke mesin makrofag.

Makrofag memiliki sifat migrasi dan kemotaksis yang memungkinkan mereka menembus penghalang biologis dan menargetkan lokasi peradangan dengan mengikuti gradien konsentrasi kemokin. hay