酶驱动的“鼻涕机器人”有助于在棘手的情况下输送药物

Snot可能不是你期望纳米机器人游泳的第一个地方。但这种黏糊糊的分泌物不仅存在于你的鼻子和成堆的脏组织中，它还有助于保护肺、胃、肠和眼睛。现在，在ACS Nano上报道的研究人员已经在小鼠身上证明，他们的微小、酶驱动的“鼻涕机器人”可以穿过防御、粘性层，并可能更有效地递送药物

Snot，更科学地称为粘液，通过将细胞困在粘性屏障中来保护细胞免受病原体和刺激物的侵害。但这种保护性也阻碍了当地药物治疗

药物分子可以附着在一个小的纳米粒子上，这可能有助于它更容易地穿过屏障，或者与其他有助于液化粘液的化合物共同给药。但Samuel Sánchez及其同事希望将这些策略结合起来，他们制作了一个由破坏粘液的过氧化氢（H2O2）驱动的纳米级鼻涕机器人

为了构建纳米级机器人（其中10个机器人排列起来可以跨越红细胞），研究人员将过氧化氢酶附着在多孔二氧化硅纳米粒子上。这些颗粒中的孔隙可以充满药物分子，帮助它们像特洛伊木马一样潜入粘液防御系统。初步测试表明，当与过氧化氢一起使用时，过氧化氢酶通过将过氧化物燃料分解为氧气和水来推动机器人

该团队接下来使用实验室培养的人类肠细胞建立了肠道粘液层的模型。机器人在15分钟内穿过模型的粘液层，没有明显伤害下面的细胞

考虑到粘液通常每10分钟到4.5小时清除和再生一次，这个快速的时间框架可以防止机器人被粘液层困住和清除。对小鼠结肠的进一步测试支持了这一结果，表明纳米机器人在穿过粘性层时不会损伤细胞或组织

研究人员认为，他们的鼻涕机器人是药物输送系统的有前景的候选者，尤其是那些受到粘液屏障阻碍的系统 More information: Meritxell Serra-Casablancas et al, Catalase-Powered Nanobots for Overcoming the Mucus Barrier, ACS Nano (2024). DOI: 10.1021/acsnano.4c01760

Journal information: ACS Nano