Pil met microrobots biedt hoop voor behandeling van darmontsteking, zo blijkt uit muizenstudie

AmsterdamIngenieurs van de Universiteit van Californië, San Diego, hebben een pil ontwikkeld die kleine robots, genaamd microbots, naar de dikke darm brengt om inflammatoire darmaandoeningen (IBD) te behandelen. Deze nieuwe orale therapie heeft bij muizen positieve resultaten laten zien. Het verminderde de IBD-symptomen aanzienlijk en hielp beschadigd darmweefsel te herstellen zonder schadelijke bijwerkingen te veroorzaken.

IBD is een auto-immuunziekte die wereldwijd vele mensen treft. Het zorgt voor chronische ontsteking van de darmen, wat ernstige buikpijn, rectale bloedingen, diarree en gewichtsverlies veroorzaakt. De ziekte ontstaat wanneer immuuncellen, voornamelijk macrofagen, overactief worden en te veel pro-inflammatoire chemicaliën vrijgeven. Deze chemicaliën hechten zich aan receptoren op macrofagen, wat leidt tot meer chemische afgifte en voortdurende ontsteking.

Onderzoekers hebben een nieuwe methode ontwikkeld om IBD aan te pakken. Een team onder leiding van Liangfang Zhang en Joseph Wang heeft minirobotjes ontworpen die bestaan uit nanodeeltjes, vastgemaakt aan groene algencellen. Deze microrobotjes absorberen en neutraliseren schadelijke stoffen in de darmen.

Deze nieuwe behandeling heeft enkele belangrijke aandachtspunten: het werkt snel, heeft weinig bijwerkingen, is eenvoudig in gebruik en kan worden gecombineerd met andere behandelingen.

• Microrobots zijn gemaakt van biologisch afbreekbare polymeren nanodeeltjes.
• De nanodeeltjes zijn bedekt met celmembranen van macrofagen.
• Deze cellen fungeren als decoys om pro-inflammatoire cytokines te binden.
• Groene algencellen worden ingezet om de nanodeeltjes efficiënt te verspreiden.

Lees ook:

Vandaag · 07:29

AR-brillen: innovatie voor bredere toepassingen verkennen

Nanodeeltjes helpen ontstekingen te stoppen door op te treden als 'nepmacrofagen'. Ze nemen stoffen op en neutraliseren deze zonder dat het lichaam meer van deze stoffen aanmaakt. Deze nanodeeltjes zijn gemaakt van een biologisch afbreekbaar polymeer en zijn bedekt met echte macrofaag celmembranen om effectief te kunnen werken.

De onderzoekers hebben veiligheid als hoogste prioriteit gesteld. De nanodeeltjes zijn gemaakt van materialen die veilig zijn voor het lichaam. De gebruikte groene algencellen zijn ook eetbaar en goedgekeurd door de U.S. Food and Drug Administration. De microrobots bevinden zich in een vloeibare capsule met een speciale coating die intact blijft in de maag, maar die afbreekt in de neutrale pH van de dikke darm. Op deze manier worden de microrobots alleen op de juiste plek vrijgelaten.

Bij muizen met IBD werd de capsule oraal toegediend. De behandeling zorgde voor minder bloed in de ontlasting, maakte hun ontlasting steviger, hielp hen verloren gewicht terug te krijgen en verminderde ontstekingen in hun darmen. Er werden geen bijwerkingen waargenomen.

Het onderzoeksteam werkt momenteel aan het toepassen van hun microrobotbehandeling in klinische studies. Dit project wordt gefinancierd door de Joint Science and Technology Office van het Defense Threat Reduction Agency voor Chemische en Biologische Verdediging.