ננו-בוטים בעלי הנעה עצמית מכווצים גידולי שלפוחית ​​השתן בעכברים ב-90% - עולם הפיזיקה

<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="טיפול ממוקד הצטברות של ננו-בוטים בגידול המוצגת במיקרוסקופיה. (באדיבות: IRB ברצלונה)">

דמיינו לעצמכם צבא של חלקיקים מניעים עצמיים, מכוסי רדיואיזוטופים, קטנים פי 2500 עד 10,000 מגביע אבק, שעם הזרקה לגוף, מחפשים ומתחברים לגידולים סרטניים, ומשמידים אותם. נשמע כמו מדע בדיוני? לא כך לגבי עכברים עם סרטן שלפוחית ​​השתן.

חוקרים בספרד מדווחים כי לננו-חלקיקים המכילים יוד רדיואקטיבי ואשר מניעים את עצמם עם תגובה עם אוריאה יש את היכולת להבחין בין גידולי שלפוחית ​​השתן הסרטניים לרקמה בריאה. "ננו-בוטים" אלה חודרים למטריצה ​​החוץ-תאית של הגידול ומצטברים בתוכו, ומאפשרים לטיפול הרדיונוקלידים להגיע ליעד המדויק שלו. במחקר שנערך ב- המכון לביו-הנדסה של קטלוניה (IBEC) בברצלונה, לעכברים שקיבלו מנה בודדת של טיפול זה הייתה הפחתה של 90% בגודל של גידולי שלפוחית ​​השתן בהשוואה לבעלי חיים לא מטופלים.

גישה חדשנית זו עשויה יום אחד לחולל מהפכה בטיפול בסרטן שלפוחית ​​השתן. סרטן שלפוחית ​​השתן הוא הסרטן העשירי בשכיחותו בעולם, עם למעלה מ-600,000 מקרים חדשים שאובחנו בשנת 2022 ויותר מ-220,000 מקרי מוות ברחבי העולם, על פי מצפה הסרטן העולמי של ארגון הבריאות העולמי.

סרטן שלפוחית ​​השתן הלא פולשני, המהווה 75% מהמקרים, מטופל כיום על ידי כריתת גידול ואחריו הזרקה תוך שלפוחית ​​של כימותרפיה או תרופות אימונותרפיות לשלפוחית ​​השתן. מתן תרופה מאתגר במיוחד, עם זאת, בשל החדירות הנמוכה של האורותליום (הרקמה המצפה את החלק הפנימי של דרכי השתן), מילוי תכולת השתן ושטיפה של תרופות לאחר מכן. התהליך גם לא נוח למטופלים, שכן הם צריכים לסובב את גופם במרווחים בזמן שכיבה נוטה כדי לאפשר לתרופות להגיע לכל צידי דופן השלפוחית. לאחר הטיפול, קיים סיכון של 30-70% להישנות תוך חמש שנים.

לשיפור התוצאות הקליניות, חוקר ראשי סמואל סאנצ'ס ועמיתיו שואפים לפתח טיפולים חדשניים ויעילים יותר לסרטן שלפוחית ​​השתן, ובתוך כך להפחית את שיעורי הישנות. בנוסף, טיפול במינון בודד יוריד משמעותית את עלות הטיפול, הדורש כיום בין שישה ל-14 אשפוזים.

הצוות יצר ננו-בוטים מננו-חלקיקי סיליקה מזופוריים עם רכיבים פונקציונליים שונים על פני השטח שלהם. אלה כוללים רדיואיזוטופים להדמיית PET או טיפול ברדיונוקלידים, ואת החלבון urease, המגיב עם אוריאה בשתן ומאפשר את הנעת הננובוט.

כותב ב טבע ננוטכנולוגיה, החוקרים מדווחים שכאשר הוסיפו טיפת ננו-בוטים לתמיסה המכילה 300 מ"מ אוריאה, הננו-בוטים הפגינו תנועת נחילות, ויצרו חזיתות פעילות ונמרצות ומערבולות תלת מימדיות. ללא אוריאה, הננו-בוטים פשוט שקעו ליד אתר ההוספה.

לבחון האם הננו-בוטים יכולים להגיע לגידול in vivo, הצוות העריך את התנהגותם בעכברים נושאי גידול. תמונות טומוגרפיה של פליטת פוזיטרון (PET) הראו כי אותות מננו-בוטים מסומנים רדיואקטיביים אותרו יחד עם מיקום הגידול, כפי שנקבע באמצעות MRI, כאשר הרדיואקטיביות נראתה בעיקר באתר הגידול היעד. רק עכברים שהוזרקו עם ננו-בוטים בתוספת אוריאה הראו הצטברות משמעותית במסת הגידול - ננו-בוטים שנמסרו במים, וננו-חלקיקי שליטה (ללא אוריאה) שנמסרו במים או אוריאה הפגינו ספיגת גידול מינימלית.

החוקרים מציעים שהניידות של הננו-בוטים עוזרת להם לחדור למסת הגידול. "לננו-בוטים חסרים נוגדנים ספציפיים לזהות את הגידול, ורקמת הגידול היא בדרך כלל נוקשה יותר מרקמה בריאה, אבל זה לא המקרה בגידולי שלפוחית ​​השתן", מסביר המחבר הראשון Meritxell Serra Casablancas של IBEC. "ראינו שהננו-רובוטים האלה יכולים לפרק את המטריצה ​​החוץ-תאית של הגידול על ידי הגדלת ה-pH באופן מקומי באמצעות תגובה כימית הנעה עצמית. תופעה זו העדיפה חדירת גידולים גדולה יותר". החוקרים מאמינים שהננו-בוטים מתנגשים באורותל כאילו היה קיר, אך חודרים לגידול שהוא ספוגי יותר.

הצוות ציין כי זיהוי הננו-בוטים בתמונות מיקרוסקופיות של רקמות מנותחות היה מאתגר. לאחר שנכשלו טכניקות מיקרוסקופיה אופטית קונפוקלית, חוקרים ב IRB ברצלונה פיתח מערכת מיקרוסקופיה מבוססת יריעות אור, המבוססת על תאורת לייזר מישורית, המסוגלת לסרוק את השכבות השונות של שלפוחית ​​השתן וליצור שחזור תלת מימדי של האיבר כולו.

"מערכת המיקרוסקופיה האלסטית של גיליונות האור המפוזר שפיתחנו אפשרה לנו לחסל את האור המוחזר מהגידול עצמו, ומאפשרת לנו לזהות ולאתר חלקיקים בכל האיבר ללא תיוג מוקדם, ברזולוציה חסרת תקדים", אומר ז'וליאן קולומבלי מ-IRB ברצלונה.

חיידקים מהונדסים מושכים רדיואיזוטופים קוטלי סרטן לגידולים

כדי להעריך את ההשפעה הטיפולית של הטכניקה, הצוות סימן ננו-בוטים עם יוד-131 (¹³¹אני, רדיואיזוטופ נפוץ לטיפול ברדיונוקלידים), ונתתי אותם לעכברים נושאי הגידול. טיפול עם ירידה במינון ¹³¹I-nanobots ב-urea עצרו את צמיחת הגידול, בעודם במינון גבוה ¹³¹I-nanobots שניתנו ב-urea הובילו להפחתה של כמעט 90% בנפח הגידול בהשוואה לבעלי חיים שלא טופלו.

סאנצ'ז מספר עולם הפיזיקה שהצעדים הבאים של הצוות הם לכלול תרופות קטנות המשמשות כיום בכימותרפיה ולהמשיך לבדוק את היעילות של ננו-בוטים כנשאי תרופות. בסופו של דבר הם מתכוונים להגדיל את הננו-בוטים וללמוד את המסלולים הרגולטוריים להתקדם לקראת הניסויים הקליניים הראשונים בשלוש עד ארבע השנים הבאות, באמצעות הספין-אוף של IBEC Nanobots Therapeutics.

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
• PlatoESG. פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
• PlatoHealth. מודיעין ביוטכנולוגיה וניסויים קליניים. גישה כאן.
• מקור: https://physicsworld.com/a/self-propelling-nanobots-shrink-bladder-tumours-in-mice-by-90/