Az önjáró nanobotok 90%-kal csökkentik az egerek hólyagdaganatait – Physics World

Az önjáró nanobotok 90%-kal csökkentik az egerek hólyagdaganatait – Physics World

Időbélyeg: 21. február 2024. 7:00

<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="Célzott kezelés Nanobotok felhalmozódása a daganatban mikroszkóppal láthatóvá. (Jóvolt: IRB Barcelona)”> Nanobotok felhalmozódása a daganatban
Célzott kezelés Nanobotok felhalmozódása a daganatban mikroszkóppal láthatóvá. (Jóvolt: IRB Barcelona)

Képzeljünk el egy sereg önjáró, radioizotóppal borított részecskét, amelyek 2500-10,000 XNUMX-szer kisebbek egy porszemnél, amelyek a szervezetbe injektálva rákos daganatokat keresnek, és hozzátapadnak, elpusztítva azokat. Úgy hangzik, mint a sci-fi? Nem így van a hólyagrákos egereknél.

Spanyol kutatók arról számoltak be, hogy a radioaktív jódot tartalmazó nanorészecskék, amelyek karbamiddal reagálva meghajtásra kerülnek, képesek megkülönböztetni a rákos hólyagdaganatokat az egészséges szövetektől. Ezek a „nanobotok” behatolnak a daganat extracelluláris mátrixába, és felhalmozódnak benne, lehetővé téve, hogy a radionuklidterápia elérje a pontos célját. Egy tanulmányban, amelyet a Katalónia Biomérnöki Intézet (IBEC) Barcelonában az egyszeri adagot kapott egereknél a hólyagdaganatok mérete 90%-kal csökkent a kezeletlen állatokhoz képest.

Ez az újszerű megközelítés egy napon forradalmasíthatja a hólyagrák kezelését. Az Egészségügyi Világszervezet Global Cancer Observatory adatai szerint a hólyagrák a tizedik leggyakoribb rák a világon, 600,000-ben több mint 2022 220,000 új esetet diagnosztizáltak, és világszerte több mint XNUMX XNUMX halálesetet.

Az esetek 75%-át kitevő, nem izom-invazív hólyagrák kezelése jelenleg tumorreszekcióval, majd kemoterápiás vagy immunterápiás gyógyszerek intravezikális injekciójával történik a hólyagba. A gyógyszerbejuttatás azonban különösen nagy kihívást jelent az urothelium (a húgyutak belsejét bélelő szövet) alacsony permeabilitása, a vizelet tartalom feltöltése és a gyógyszerek ezt követő kimosása miatt. A folyamat a betegek számára is kényelmetlen, mivel hanyatt fekve időnként meg kell fordítaniuk a testüket, hogy a gyógyszerek a hólyag falának minden oldalára eljussanak. A kezelést követően öt éven belül 30-70%-os a kiújulás kockázata.

A klinikai eredmények javítása érdekében vezető kutató Samuel Sanchez és munkatársai célja, hogy innovatív és hatékonyabb húgyhólyagrák-kezeléseket fejlesszenek ki, és ennek során csökkentsék a kiújulási arányt. Ezen túlmenően, egy egyszeri dózisú terápia jelentősen csökkentené a kezelés költségeit, amely jelenleg hat és tizennégy kórházi kezelést tesz szükségessé.

A csapat mezopórusos szilícium-dioxid nanorészecskékből készített nanobotokat, amelyek felületén különböző funkcionális komponensek találhatók. Ezek közé tartoznak a PET vizualizálására vagy radionuklid terápiára szolgáló radioizotópok, valamint a protein-ureáz, amely reakcióba lép a vizeletben lévő karbamiddal, és lehetővé teszi a nanobot meghajtását.

Írás Természet Nanotechnológia, a kutatók arról számoltak be, hogy amikor egy csepp nanobotot adtak egy 300 mM karbamidot tartalmazó oldathoz, a nanobotok rajzásos mozgást mutattak, aktív és erőteljes frontokat és háromdimenziós örvényeket alkotva. Karbamid nélkül a nanobotok egyszerűen ülepedtek a hozzáadási hely közelében.

Megvizsgálni, hogy a nanobotok el tudnak-e érni egy daganatot in vivo, a csapat felmérte viselkedésüket daganatos egereken. A pozitronemissziós tomográfia (PET) felvételei azt mutatták, hogy a radioaktívan jelölt nanobotoktól származó jelek az MRI-vel meghatározott tumorpozícióval egyidőben helyezkedtek el, és a radioaktivitás elsősorban a daganat célhelyén volt látható. Csak a nanobotokkal és karbamiddal injektált egerek mutattak jelentős felhalmozódást a tumortömegben – a vízben szállított nanobotok és a vízben vagy karbamidban szállított (ureáz nélküli) kontroll nanorészecskék minimális tumorfelvételt mutattak.

A kutatók azt sugallják, hogy a nanobotok mobilitása segít behatolni a tumor tömegébe. „A nanobotoknak hiányoznak a specifikus antitestek a daganat felismeréséhez, és a daganatszövet általában merevebb, mint az egészséges szövet, de ez nem így van a hólyagdaganatoknál” – magyarázza a szerző társszerzője. Meritxell Serra Casablancas az IBEC-től. „Megfigyeltük, hogy ezek a nanorobotok képesek lebontani a daganat extracelluláris mátrixát azáltal, hogy önjáró kémiai reakción keresztül helyileg növelik a pH-t. Ez a jelenség elősegítette a tumor nagyobb behatolását.” A kutatók úgy vélik, hogy a nanobotok úgy ütköznek az urotheliummal, mintha az fal lenne, de áthatolnak a szivacsosabb daganaton.

A csapat megjegyzi, hogy a nanobotok azonosítása a feldarabolt szövetek mikroszkópos felvételein kihívást jelentett. Miután a konfokális optikai mikroszkópos technikák kudarcot vallottak, a kutatók a IRB Barcelona kifejlesztett egy fénylap alapú, sík lézeres megvilágításon alapuló mikroszkópos rendszert, amely képes a hólyag különböző rétegeinek letapogatására és a teljes szerv 3D-s rekonstrukciójára.

„Az általunk kifejlesztett szórt elasztikus fénylap-mikroszkópos rendszer lehetővé tette, hogy kiküszöböljük a daganat által visszavert fényt, lehetővé téve számunkra, hogy előzetes jelölés nélkül, soha nem látott felbontásban azonosítsuk és lokalizáljuk a nanorészecskéket a szervben” Julien Colombelli az IRB Barcelonától.

A technika terápiás hatásának értékelése érdekében a csapat jód-131-gyel jelölte meg a nanobotokat.131Én, a radionuklid terápiában általánosan használt radioizotóp), és beadtam őket a daganatos egereknek. Kezelés vesztes dózissal 131A karbamidban lévő I-nanobotok megállították a tumor növekedését, miközben nagy dózisban 131A karbamidban beadott I-nanobotok közel 90%-kal csökkentették a daganat térfogatát a nem kezelt állatokhoz képest.

Sánchez elmondja Fizika Világa hogy a csapat következő lépései a kemoterápiában jelenleg használt kisméretű gyógyszerek kapszulázása és a nanobotok gyógyszerhordozóként való hatékonyságának további tesztelése. Végül az IBEC spinoffján keresztül szándékoznak bővíteni a nanobotokat, és megvizsgálják a szabályozási utakat, hogy a következő három-négy évben az első klinikai vizsgálatok felé haladjanak. Nanobots Therapeutics.

Időbélyeg:

Még több Fizika Világa