Τα αυτοπροωθούμενα νανορομπότ συρρικνώνουν τους όγκους της ουροδόχου κύστης σε ποντίκια κατά 90% - Physics World

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/self-propelling-nanobots-shrink-bladder-tumours-in-mice-by-90-physics-world-2.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/self-propelling-nanobots-shrink-bladder-tumours-in-mice-by-90-physics-world-2.jpg" data-caption="Στοχευμένη θεραπεία Συσσώρευση νανορομπότ στον όγκο που απεικονίζεται με μικροσκόπιο. (Ευγενική παραχώρηση: IRB Barcelona)”>

Φανταστείτε έναν στρατό από αυτοπροωθούμενα, καλυμμένα με ραδιοϊσότοπα σωματίδια 2500 έως 10,000 φορές μικρότερα από ένα κομμάτι σκόνης που, κατά την έγχυση στο σώμα, αναζητούν και προσκολλώνται σε καρκινικούς όγκους, καταστρέφοντάς τους. Ακούγεται σαν επιστημονική φαντασία; Δεν ισχύει για τα ποντίκια με καρκίνο της ουροδόχου κύστης.

Ερευνητές στην Ισπανία αναφέρουν ότι τα νανοσωματίδια που περιέχουν ραδιενεργό ιώδιο και τα οποία προωθούνται κατά την αντίδραση με ουρία έχουν την ικανότητα να διακρίνουν τους καρκινικούς όγκους της ουροδόχου κύστης από τον υγιή ιστό. Αυτά τα «νανορομπότ» διεισδύουν στην εξωκυτταρική μήτρα του όγκου και συσσωρεύονται μέσα σε αυτήν, επιτρέποντας στη θεραπεία με ραδιονουκλεΐδια να φτάσει στον ακριβή στόχο της. Σε μια μελέτη που πραγματοποιήθηκε στο Ινστιτούτο Βιομηχανικής της Καταλονίας (IBEC) στη Βαρκελώνη, τα ποντίκια που έλαβαν μία μόνο δόση αυτής της θεραπείας είχαν 90% μείωση στο μέγεθος των όγκων της ουροδόχου κύστης σε σύγκριση με ζώα που δεν είχαν λάβει θεραπεία.

Αυτή η νέα προσέγγιση μπορεί μια μέρα να φέρει επανάσταση στη θεραπεία του καρκίνου της ουροδόχου κύστης. Ο καρκίνος της ουροδόχου κύστης είναι ο δέκατος πιο συχνός καρκίνος στον κόσμο, με πάνω από 600,000 νέες περιπτώσεις να έχουν διαγνωστεί το 2022 και περισσότερους από 220,000 θανάτους παγκοσμίως, σύμφωνα με το Παγκόσμιο Παρατηρητήριο Καρκίνου του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας.

Ο μη μυοδιηθητικός καρκίνος της ουροδόχου κύστης, που αντιπροσωπεύει το 75% των περιπτώσεων, αντιμετωπίζεται επί του παρόντος με εκτομή όγκου ακολουθούμενη από ενδοκυστική ένεση χημειοθεραπείας ή ανοσοθεραπευτικών φαρμάκων στην κύστη. Ωστόσο, η χορήγηση φαρμάκου είναι ιδιαίτερα δύσκολη, λόγω της χαμηλής διαπερατότητας του ουροθηλίου (του ιστού που επενδύει το εσωτερικό του ουροποιητικού συστήματος), της πλήρωσης του περιεχομένου των ούρων και της επακόλουθης έκπλυσης των φαρμάκων. Η διαδικασία είναι επίσης άβολη για τους ασθενείς, καθώς πρέπει να γυρίζουν το σώμα τους κατά διαστήματα ενώ βρίσκονται σε επιρρεπή θέση για να επιτρέψουν στα φάρμακα να φτάσουν σε όλες τις πλευρές του τοιχώματος της ουροδόχου κύστης. Μετά τη θεραπεία, υπάρχει 30-70% κίνδυνος υποτροπής εντός πέντε ετών.

Για τη βελτίωση των κλινικών αποτελεσμάτων, ο κύριος ερευνητής Σάμουελ Σάντσες και οι συνάδελφοι στοχεύουν να αναπτύξουν καινοτόμες και πιο αποτελεσματικές θεραπείες για τον καρκίνο της ουροδόχου κύστης και στη διαδικασία να μειώσουν τα ποσοστά υποτροπής. Επιπλέον, μια θεραπεία μιας δόσης θα μείωνε σημαντικά το κόστος της θεραπείας, η οποία απαιτεί σήμερα από έξι έως 14 νοσηλεία.

Η ομάδα δημιούργησε νανορομπότ από μεσοπορώδη νανοσωματίδια πυριτίου με διάφορα λειτουργικά συστατικά στις επιφάνειές τους. Αυτά περιλαμβάνουν ραδιοϊσότοπα για οπτικοποίηση PET ή θεραπεία με ραδιονουκλεΐδια και την πρωτεΐνη ουρεάση, η οποία αντιδρά με την ουρία στα ούρα και επιτρέπει την προώθηση του νανορομπότ.

Γράφοντας Φύση Νανοτεχνολογία, οι ερευνητές αναφέρουν ότι όταν πρόσθεσαν μια σταγόνα νανορομπότ σε ένα διάλυμα που περιείχε 300 mM ουρία, τα νανορομπότ εμφάνισαν μια σωρευτική κίνηση, σχηματίζοντας ενεργά και δυνατά μέτωπα και τρισδιάστατες δίνες. Χωρίς την ουρία, τα νανορομπότ απλώς καταβυθίστηκαν κοντά στο σημείο προσθήκης.

Για να εξεταστεί εάν τα νανορομπότ μπορούν να φτάσουν σε έναν όγκο ίη νίνο, η ομάδα αξιολόγησε τη συμπεριφορά τους σε ποντίκια που έφεραν όγκο. Οι εικόνες τομογραφίας εκπομπής ποζιτρονίων (PET) έδειξαν ότι τα σήματα από ραδιοσημασμένα νανορομπότ ταυτίστηκαν με τη θέση του όγκου, όπως προσδιορίστηκε μέσω μαγνητικής τομογραφίας, με τη ραδιενέργεια να φαίνεται κυρίως στη θέση του όγκου στόχου. Μόνο τα ποντίκια στα οποία έγινε ένεση με nanobots συν ουρία εμφάνισαν σημαντική συσσώρευση στη μάζα του όγκου – τα νανορομπότ που παραδόθηκαν σε νερό και τα νανοσωματίδια ελέγχου (χωρίς ουρεάση) που χορηγήθηκαν σε νερό ή ουρία εμφάνισαν ελάχιστη πρόσληψη όγκου.

Οι ερευνητές προτείνουν ότι η κινητικότητα των νανορομπότ τα βοηθά να διεισδύσουν στη μάζα του όγκου. «Τα νανορομπότ δεν διαθέτουν ειδικά αντισώματα για να αναγνωρίσουν τον όγκο και ο ιστός του όγκου είναι συνήθως πιο άκαμπτος από τον υγιή ιστό, αλλά αυτό δεν συμβαίνει στους όγκους της ουροδόχου κύστης» εξηγεί ο συν-πρώτος συγγραφέας Meritxell Serra Casablancas του IBEC. «Παρατηρήσαμε ότι αυτά τα νανορομπότ μπορούν να διασπάσουν την εξωκυτταρική μήτρα του όγκου αυξάνοντας τοπικά το pH μέσω μιας αυτοπροωθητικής χημικής αντίδρασης. Αυτό το φαινόμενο ευνόησε τη μεγαλύτερη διείσδυση του όγκου». Οι ερευνητές πιστεύουν ότι τα νανορομπότ συγκρούονται με το ουροθήλιο σαν να ήταν τοίχος, αλλά διεισδύουν στον όγκο που είναι πιο σπογγώδης.

Η ομάδα σημείωσε ότι η αναγνώριση των νανορομπότ σε εικόνες μικροσκοπίας αποκομμένου ιστού ήταν πρόκληση. Αφού απέτυχαν οι τεχνικές ομοεστιακής οπτικής μικροσκοπίας, οι ερευνητές στο IRB Barcelona ανέπτυξε ένα σύστημα μικροσκοπίας βασισμένο σε φύλλα φωτός, βασισμένο σε επίπεδο φωτισμό λέιζερ, ικανό να σαρώσει τα διάφορα στρώματα της ουροδόχου κύστης και να δημιουργήσει μια τρισδιάστατη ανακατασκευή ολόκληρου του οργάνου.

«Το σύστημα μικροσκοπίας διάσπαρτου ελαστικού φύλλου φωτός που αναπτύξαμε μας επέτρεψε να εξαλείψουμε το φως που ανακλάται από τον ίδιο τον όγκο, επιτρέποντάς μας να εντοπίσουμε και να εντοπίσουμε νανοσωματίδια σε όλο το όργανο χωρίς προηγούμενη σήμανση, σε πρωτοφανή ανάλυση», λέει. Ζουλιέν Κολομπέλι από την IRB Barcelona.

Τα κατασκευασμένα βακτήρια προσελκύουν ραδιοϊσότοπα που σκοτώνουν τον καρκίνο στους όγκους

Για να αξιολογήσει το θεραπευτικό αποτέλεσμα της τεχνικής, η ομάδα ονόμασε τα νανορομπότ με το ιώδιο-131 (¹³¹I, ένα ραδιοϊσότοπο που χρησιμοποιείται συνήθως για θεραπεία με ραδιονουκλεΐδια) και τα χορήγησα στα ποντίκια που έφεραν όγκους. Θεραπεία με απώλεια δόσης ¹³¹Τα I-nanobots σε ουρία σταμάτησαν την ανάπτυξη του όγκου, ενώ λάμβαναν υψηλή δόση ¹³¹Τα I-nanobots που χορηγήθηκαν σε ουρία οδήγησαν σε σχεδόν 90% μείωση του όγκου του όγκου σε σύγκριση με ζώα που δεν υποβλήθηκαν σε θεραπεία.

Λέει ο Σάντσεθ Κόσμος Φυσικής ότι τα επόμενα βήματα της ομάδας είναι να ενθυλακώσει μικρά φάρμακα που χρησιμοποιούνται σήμερα στη χημειοθεραπεία και να συνεχίσει να δοκιμάζει την αποτελεσματικότητα των νανορομπότ ως φορείς φαρμάκων. Τελικά σκοπεύουν να κλιμακώσουν τα νανορομπότ και να μελετήσουν τις ρυθμιστικές οδούς για να προχωρήσουν στις πρώτες κλινικές δοκιμές στα επόμενα τρία έως τέσσερα χρόνια, μέσω του spinoff IBEC Nanobots Therapeutics.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://physicsworld.com/a/self-propelling-nanobots-shrink-bladder-tumours-in-mice-by-90/