تمكن العلماء من توجيه سرب من الروبوتات السباحة المجهرية للتخلص من ميكروبات الالتهاب الرئوي في الفئران، ما يعد بتطوير علاج مماثل للالتهاب الرئوي الجرثومي المميت عند البشر.
وتتكون الميكروبات من خلايا الطحالب وهي مغطاة بطبقة من الجسيمات النانوية للمضادات الحيوية، وتوفر الطحالب الحركة عبر الرئتين، وهو أمر أساسي لاستهداف العلاج وفعاليته.
وفي التجارب، قُضي على جميع الإصابات في الفئران التي عولجت بآلات الطحالب، في حين أن الفئران التي لم يقع علاجها ماتت جميعها في غضون ثلاثة أيام.
ويقول فيكتور نيزيت، الطبيب وأستاذ طب الأطفال في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو: “استنادا إلى بيانات الفئران هذه، نرى أن الروبوتات الدقيقة يمكنها تحسين تغلغل المضادات الحيوية لقتل مسببات الأمراض البكتيرية وإنقاذ حياة المزيد من المرضى“.
وتتكون الجسيمات النانوية الموجودة على خلايا الطحالب من كرات بوليمر صغيرة مغطاة بأغشية العدلات، وهي نوع من خلايا الدم البيضاء.
وتعمل هذه الأغشية على تحييد الجزيئات الالتهابية التي تنتجها البكتيريا والجهاز المناعي للجسم، وتتحلل كل من الجسيمات النانوية والطحالب بشكل طبيعي.
وبذل يقل الالتهاب الضار، وتتحسن مكافحة العدوى، ويمكن للروبوتات الدقيقة من خلال السباحة تقديم العلاج في المكان المطلوب، وهي الدقة التي تجعل هذا النهج يعمل بشكل جيد.
وأثبت العلماء أيضا أن العلاج الميكروبي كان أكثر فعالية من الحقن الوريدي للمضادات الحيوية، وفي الواقع، يجب أن تكون جرعة الحقن أعلى بمقدار 3000 مرة من الجرعة المحملة على خلايا الطحالب لتحقيق نفس التأثير في الفئران.
ويوضح جوزيف وانغ، المهندس النانوي من جامعة كاليفورنيا في سان دييغو: “تُظهر هذه النتائج كيف يؤدي توصيل الدواء المستهدف جنبا إلى جنب مع الحركة النشطة من الطحالب الدقيقة إلى تحسين الفعالية العلاجية“.
ويحدث الالتهاب الرئوي الذي تسببه بكتيريا Pseudomonas aeruginosa المستخدمة في هذه الدراسة في البشر بعد وضع جهاز التنفس الصناعي في العناية المركزة على المرضى. وغالبا ما تطيل العدوى البقاء في المستشفى وتزيد بشكل كبير من خطر الوفاة.
ويبدو أن العلماء واثقون بأن طريقتهم الجديدة يمكن توسيع نطاقها كما هو مطلوب، وسيكون من السهل إدارتها إلى رئتي المرضى الخاضعين للتهوية (تم تسليم الميكروبات إلى الفئران من خلال أنبوب في القصبة الهوائية).
ويشار إلى أن الخطوة التالية للفريق تتمثل في إجراء المزيد من البحوث حول كيفية تفاعل الميكروبات مع الجهاز المناعي، ثم توسيع نطاق العمل وإعداده للاختبار في الحيوانات الأكبر – ثم البشر في النهاية.
ويقول المهندس الكيميائي ليانغ فانغ تشانغ من جامعة كاليفورنيا في سان دييغو: “هدفنا هو توصيل الأدوية الموجهة إلى أجزاء أكثر صعوبة من الجسم، مثل الرئتين. ونريد أن نفعل ذلك بطريقة آمنة وسهلة ومتوافقة حيويا وطويلة الأمد، وهو ما أظهرناه في هذا العمل“، حيث نُشرت الدراسة كاملة في مجلة Nature Materials.