ForschungMikroroboter als Arzneimittel-Lieferant

Mikroskopisch kleine “Mikroroboter”, die sich in der Lungenflüssigkeit bewegen und Antibiotika gezielt am gewünschten Wirkort abgeben können, hat ein Team der University of California in San Diego entwickelt.

Die Mikroroboter sind aus den Zellen einer natürlich vorkommenden Alge aufgebaut (in der elektronenmikroskopischen Aufnahme oben grün dargestellt), auf denen Antibiotika-gefüllte Nanopartikel angebracht sind (braun dargestellt). Umhüllt sind die Nanopartikel von einer bestimmten Zellmembran, die die Entzündungsreaktion des Organismus auf die Mikroroboter in Schach hält.

Der Clou: Durch die Algenzellen können sich die kleinen Roboter in der Lungenflüssigkeit mit einer Geschwindigkeit von mehr als 110 µm pro Sekunde bewegen und erreichen auch tiefes Lungengewebe.

Erprobt wurden die Mikroroboter an Mäusen, die mit Pseudomonas aeruginosa infiziert waren. Einem Teil der infizierten Mäuse wurden die mit Antibiotika beladenen Mikroroboter intratracheal verab-reicht, der andere Teil erhielt keine Behandlung.

Während 100 Prozent der Mäuse, die die kleinen Roboter erhalten hatten, überlebten, starben die nicht behandelten Mäuse alle innerhalb von drei Tagen nach Infektion. Die Antibiotika-Behandlung mittels Mikroroboter sei dabei effektiver gewesen als die i.v.-Gabe von Antibiotika, berichtet das Team.

Bei einer i.v.-Therapie erreiche nur ein Teil des Antibiotikums tatsächlich die Lunge, während die Mikroroboter auch in das tiefe Lungengewebe gelangten – und anschließend von Immunzellen wieder abgebaut würden. Zudem müssten die Antibiotika bei i.v.-Gabe in einer deutlich höheren Dosis verabreicht werden.

Zwar befindet sich die Entwicklung der Mikroroboter derzeit noch in der “Proof of Concept”-Phase, das Team hofft jedoch, dass sie eines Tages Anwendung am Menschen finden.

Quelle: DOI 10.1038/s41563-022-01360-9