穿透人體多重生理屏障 酵母微納生物機(jī)器人實現(xiàn)遠(yuǎn)程精準(zhǔn)遞藥

酵母微納生物機(jī)器人通過EMS實現(xiàn)遠(yuǎn)程精準(zhǔn)的炎癥病灶遞藥　科研團(tuán)隊供圖

中新網(wǎng)深圳2月23日電(記者 鄭小紅)一項23日發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊Science Advances(《科學(xué)進(jìn)展》)的研究，介紹了一種雙引擎、自適應(yīng)的酵母微納生物機(jī)器人，能夠像“納米快遞員”一樣，通過生物酶與巨噬細(xì)胞引擎的切換(Enzyme-Macrophage-Switching，EMS)，穿透人體多重生理屏障，實現(xiàn)將藥物精準(zhǔn)遞送到遠(yuǎn)程炎癥病灶。

該論文第一單位為中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院(簡稱：深圳先進(jìn)院)，其醫(yī)藥所納米醫(yī)療與技術(shù)研究中心蔡林濤研究員、潘宏副研究員和鄭明彬博士為通訊作者，中國科學(xué)院大學(xué)博士生張保珍為第一作者。

據(jù)潘宏副研究員介紹，具有自我推進(jìn)和導(dǎo)航能力的微納生物機(jī)器人因其可以到達(dá)現(xiàn)有醫(yī)療器械難以企及的微觀區(qū)域，有望實現(xiàn)疾病的精準(zhǔn)診療，革新傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)，因此受到廣泛關(guān)注。

然而，由于人體內(nèi)存在多重生理屏障，開發(fā)能夠適應(yīng)微環(huán)境的變化，并將藥物精準(zhǔn)遞送到遠(yuǎn)程病灶，又具備超高的安全性的微納生物機(jī)器人仍然具有挑戰(zhàn)性。

潘宏說，生物酶驅(qū)動的微納生物機(jī)器人以體內(nèi)的生物相容性底物(如葡萄糖、尿素)為燃料，在藥物遞送領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。其中，研究發(fā)現(xiàn)酵母微囊經(jīng)口服后，可以被腸道內(nèi)的巨噬細(xì)胞內(nèi)吞。

進(jìn)一步地，研究團(tuán)隊以酵母微囊為活性材料，通過將葡萄糖氧化酶和過氧化氫酶偶聯(lián)在包裹納米藥物的酵母微囊表面，制備了具有不對稱結(jié)構(gòu)的酵母微納生物機(jī)器人(TBY-robot)。

驗證表明，TBY-robot經(jīng)過口服后，能夠利用腸道內(nèi)天然的葡萄糖濃度梯度穿透黏液屏障，通過腸上皮微褶皺細(xì)胞跨過腸上皮屏障，在派爾氏結(jié)內(nèi)自行切換為巨噬細(xì)胞引擎，進(jìn)而利用巨噬細(xì)胞的炎癥趨化性，經(jīng)過淋巴循環(huán)和血液循環(huán)，精準(zhǔn)的將藥物遞送到遠(yuǎn)程炎癥部位。

形象地說，TBY-robot就像“納米快遞員”，派爾氏結(jié)類似于“中轉(zhuǎn)站”，通過切換不同的交通工具，將藥物精準(zhǔn)的遞送到炎癥區(qū)域。

論文通訊作者蔡林濤表示，該研究成果為胃腸道炎癥的治療提供了新的技術(shù)手段，也為治療其他炎癥疾病提供了全新的思路，團(tuán)隊目前已經(jīng)申請相關(guān)發(fā)明專利5項。(完)