Recentemente, un gruppo di ricerca guidato dal Prof. CAI Lintao dell’Istituto di Tecnologia Avanzata di Shenzhen (SIAT) dell’Accademia Cinese delle Scienze ha sviluppato un micro/nanorobot (TBY-robot) con capacità di autopropulsione e autoadattamento che può navigare autonomamente verso i siti infiammati per fornire una terapia dell’infiammazione gastrointestinale attraverso la tecnica commutazione (sostituzione) enzima-macrofago (EMS). Lo studio è stato pubblicato su Science Advances.
Nanorobot come “postini”
I ricercatori hanno costruito il TBY-robot immobilizzando asimmetricamente glucosio ossidasi (proteina) e catalasi (enzima) sulla superficie di microcapsule di lievito confezionate con nanoparticelle antinfiammatorie. In presenza di una concentrazione omogenea di glucosio, la distribuzione degli enzimi può velocizzare la decomposizione del glucosio per generare un gradiente che induce il movimento auto-propulsivo del TBY-robot. In presenza di un gradiente di glucosio nell’apparato digerente, i TBY-robot orali si muovono per penetrare la barriera del muco intestinale e poi attraversare la barriera epiteliale intestinale mediante la transcitosi (un processo cellulare attraverso il quale diverse macromolecole vengono trasportate da un lato all’altro della cellula attraverso il citoplasma della cellula stessa) delle microcellule. “Abbiamo scoperto che i robot TBY hanno penetrato efficacemente la barriera mucosa e hanno migliorato notevolmente la loro ritenzione intestinale utilizzando un motore a doppio enzima che si muove verso il gradiente di glucosio”, ha dichiarato il Prof. CAI. Dopo il passaggio i TBY-robot migrano autonomamente verso i siti infiammati del tratto gastrointestinale. “È incoraggiante notare che i TBY-robot hanno aumentato l’accumulo di farmaci nel sito infiammato di circa 1000 volte, attenuando notevolmente l’infiammazione e migliorando la patologia in modelli murini di colite e ulcera gastrica”, ha dichiarato il Prof. CAI. Secondo i ricercatori, il processo è in grado di trasportare con precisione i farmaci attraverso molteplici barriere biologiche fino a siti patologici distanti e profondi. “Il percorso di trasporto è simile a quello del servizio di posta espressa, che consegna con precisione i pacchi a una destinazione lontana utilizzando diverse strutture di trasporto”, ha dichiarato il Prof. CAI. Questi robot TBY autoadattativi rappresentano una strategia sicura e promettente per il trattamento di precisione dell’infiammazione gastrointestinale e di altre malattie infiammatorie.
