يُبطّن المخاط الرئتين والمعدة والأمعاء والعينين ويحميها، كما يحمي الخلايا من العوامل الممرضة والمهيجات عن طريق حجزها في غشاء لزج. لكنّ هذه الحماية أيضا قد تمنع وصول بعض العلاجات الدوائية.
قد لا يكون المخاط هو المكان الأول الذي تتوقع أن تجد فيه روبوتات صغيرة، غير أن هذه الروبوتات قد تحل مشكلة إيصال بعض الأدوية للأماكن المستهدفة. ويمكن ربط جزيء الدواء بجسيم نانوي صغير يساعده على الانزلاق عبر الحاجز بسهولة، أو يوضع مع مركبات أخرى تساعد في تسييل المخاط.
لذا فإن دكتور الكيمياء الباحث بمعهد الهندسة الحيوية في كتالونيا ومعهد برشلونة للعلوم والتكنولوجيا، دمج وزملاؤه في الجمعية الكيميائية الأميركية هذه الإستراتيجيات، وصنعوا روبوتات نانوية مدعومة بمركب بيروكسيد الهيدروجين المحطِّم للمخاط.
وأظهرت النتائج التي نشرت في مجلة إيه سي إس نانو في 17 يوليو/تموز الحالي، أن “الروبوتات المخاطية” الصغيرة المدعومة بالإنزيمات يمكنها التحرك عبر الطبقة الدفاعية اللزجة، وربما توصيل الأدوية بشكل أكثر فعالية.
ولبناء الروبوتات النانوية ربط الباحثون إنزيمات الكاتاليز بجسيمات السيليكا المسامية. وإنزيم الكاتاليز إنزيم مضاد للأكسدة يعمل على تحليل بيروكسيد الهيدروجين إلى ماء وأكسجين.
ويمكن ملء المسام في هذه الجسيمات بجزيئات الدواء، مما يساعدها على التسلل عبر الدفاعات المخاطية. وأظهرت الاختبارات الأولية أن إنزيمات الكاتاليز دفعت الروبوتات عن طريق استخدام بيروكسيد الهيدروجين كوقود وتحويله إلى أكسجين وماء.
وبعد ذلك، بنى الفريق نموذجا من طبقة مخاط الأمعاء باستخدام خلايا الأمعاء البشرية المزروعة في المختبر، ومرّت الروبوتات عبر طبقة المخاط في النموذج في غضون 15 دقيقة دون الإضرار بشكل كبير بالخلايا الموجودة تحتها.
وبالنظر إلى أن المخاط عادة ما يُطهَّر ويُجدَّد كل 10 دقائق إلى 4.5 ساعات، فإن هذا الإطار الزمني السريع يمكن أن يمنع احتجاز الروبوتات أو إزالتها بواسطة طبقة المخاط.
ودعمت الاختبارات الإضافية على قولون الفئران هذه النتيجة، وأظهرت أن الروبوتات النانوية لم تتسبب بتلف الخلايا أو الأنسجة أثناء عبور الطبقة اللزجة. يعتقد الباحثون – وفقا لموقع يوريك أليرت– أن روبوتاتهم المخاطية هي مرشح واعد لأنظمة توصيل الأدوية، خاصة إلى تلك الأماكن التي يعيقها حاجز المخاط.