マウス試験でロボット入りの小さな錠剤が腸炎を軽減する潜在能力を示す

Tokyoカリフォルニア大学サンディエゴ校の技術者たちは、炎症性腸疾患（IBD）を治療するために、微小ロボットと呼ばれるロボットを大腸に届けることができるピルを開発しました。この新しい経口治療法は、マウスで前向きな結果を示しており、IBDの症状を大幅に軽減し、有害な副作用なしに損傷した大腸組織の治癒を助けました。

IBDは、多くの人々に影響を与える自己免疫疾患であり、腸の慢性的な炎症を引き起こします。これにより、激しい腹痛、直腸出血、下痢、体重減少などが生じます。この病気は、免疫細胞である主にマクロファージが過剰に活動し、過剰な量の炎症性化学物質を放出することで発生します。これらの化学物質はマクロファージの受容体に結合し、さらなる化学物質の放出と持続的な炎症を引き起こします。

研究者たちはIBDに対処する新しい方法を開発しました。リャンファン・チャンとジョセフ・ワンが率いるチームは、緑藻細胞にナノ粒子を付けた小さなロボットを設計しました。これらのマイクロロボットは、腸内の有害物質を吸収して中和します。

この新しい治療法には重要な点がいくつかあります。速やかに効果が現れ、副作用が少なく、使いやすく、他の治療法と組み合わせることができます。

• マイクロロボットは生分解性の高分子ナノ粒子でできています。
• これらのナノ粒子はマクロファージの細胞膜で覆われています。
• この細胞はマクロファージのおとりとして作用し、炎症を引き起こすサイトカインを結合します。
• ナノ粒子を効率的に分散させるために、緑藻細胞が利用されています。

ナノ粒子は炎症を抑える働きをし、「偽のマクロファージ」として機能します。炎症を引き起こす物質を吸収して中和し、新たに炎症物質を生み出さないようにする役割を果たします。これらのナノ粒子は、生分解性のポリマーで作られ、本物のマクロファージ細胞膜で覆われて効果的に作用します。

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「この方法は薬を使用しないので優れています」とチャンは述べました。「私たちは単に細胞膜を使って有害なタンパク質を吸収し、中和しています。」

研究者たちは安全性を最優先にしています。ナノ粒子は人体に安全な材料でできており、使用される緑藻細胞もアメリカ食品医薬品局により食用として安全と認められています。これらのミクロロボットは特別なコーティングが施された液体カプセルの中に入っています。このコーティングは胃の中では崩れず、大腸の中性のpHで分解されます。これにより、ミクロロボットは必要な場所でのみ放出される仕組みになっています。

「我々は小型ロボットを使って、病気の部位を正確に特定し、健康な部分を傷つけずに導くことができます」と王氏は述べた。「これにより、副作用を軽減することが可能です。」

マウスを対象とした試験では、IBDを患うマウスにカプセルを経口投与しました。治療により、便中の出血が減り、便が固まり、体重が回復し、大腸の炎症が軽減されました。副作用は観察されませんでした。

研究チームは現在、マイクロロボットによる治療を臨床試験で応用するための取り組みを進めています。このプロジェクトは、国防脅威削減局の化学・生物防御のための合同科学技術室によって資金提供を受けています。