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微型机器人由纳米红细胞制造 能在体内送货而不“惊动”免疫系统

2020-04-09 11:43 前瞻网   

 

微型机器人由纳米红细胞制造 能在体内送货而不“惊动”免疫系统

微米级的微型生物混合机器人可以在体内游动,向肿瘤输送药物,或提供其它载货功能。

细菌天生具有感知环境的能力,这意味着它们能够识别特定的化学物质,或者利用磁性或声音信号进行远程控制。

但为了能在人体内游动,这些微型生物机器人必须由能够通过人体免疫反应的材料组成。它们还必须能够在粘性环境中快速游动,穿透组织细胞运送货物。

在本周出版的《APL生物工程》(APL Bioengineering)杂志上的一篇论文中,研究人员将经过基因工程改造的大肠杆菌1655亚株和由红细胞构成的纳米红细胞结合起来,制造出了生物杂交细菌微泳者。

纳米红细胞是通过排空红细胞、保持细胞膜并将其过滤到纳米级大小而产生的纳米囊泡。这些微小的红细胞载体利用生物素和链霉亲和素之间强大的非共价键附着在细菌膜上。

这个过程保留了两个重要的红细胞膜蛋白:连接纳米红细胞所需的TER119和防止巨噬细胞摄取的CD47。

大肠杆菌MG 1655是一种生物致动器,利用鞭毛旋转作为分子发动机,执行推动身体前进的机械工作。

使用定制的2D目标跟踪算法和20个视频作为原始数据来记录它们的表现,研究人员对这些细菌的游泳能力进行了评估。

带有携带红细胞纳米红细胞的细菌的生物杂交微泳者比其他大肠杆菌供能微球为基础的生物混合微泳者速度快40%。

研究表明,由于纳米红细胞的纳米尺寸和对细菌膜上纳米红细胞覆盖密度的调整,免疫反应降低。

研究人员计划继续他们的工作,进一步调整微型机器人的免疫清除,并研究它们如何穿透细胞并在肿瘤微环境中释放它们的货物。

该研究的作者Metin Sitti说:“这项工作是我们开发和部署用于医疗货物运输的生物混合微型机器人这一宏伟目标的重要基石。”

“如果你把红细胞的尺寸缩小到纳米级别,并使细菌的身体功能化,你就能获得额外的优越性能,这将对把医学微机器人应用于临床至关重要。”

原文来源:

https://www.sciencedaily.com/releases/2020/04/200407131427.htm

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责任编辑: 3976DBC

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