自推进纳米机器人使小鼠膀胱肿瘤缩小 90% – 物理世界

<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="针对性治疗 通过显微镜观察肿瘤中纳米机器人的积累。 （由巴塞罗那 IRB 提供）>>

想象一下，一支由比一粒尘埃小 2500 至 10,000 倍的自行推进的放射性同位素覆盖的颗粒组成的军队，在注入体内后，会寻找并附着在癌性肿瘤上，将其摧毁。听起来像科幻小说吗？对于患有膀胱癌的小鼠来说却并非如此。

西班牙的研究人员报告称，含有放射性碘的纳米颗粒在与尿素反应后会自行推进，能够区分癌性膀胱肿瘤和健康组织。这些“纳米机器人”穿透肿瘤的细胞外基质并在其中积聚，使放射性核素治疗能够达到其精确目标。在一项研究中进行 加泰罗尼亚生物工程研究所 (IBEC) 在巴塞罗那的研究中，接受单剂量这种治疗的小鼠与未治疗的动物相比，膀胱肿瘤的大小减少了 90%。

这种新方法有一天可能会彻底改变膀胱癌的治疗。根据世界卫生组织全球癌症观察站的数据，膀胱癌是世界上第十大常见癌症，600,000 年新诊断病例超过 2022 万，全球死亡人数超过 220,000 万。

非肌层浸润性膀胱癌占病例的75%，目前的治疗方法是切除肿瘤，然后向膀胱内注射化疗或免疫治疗药物。然而，由于尿路上皮（泌尿道内部的组织）的低渗透性、尿液的内容物填充和随后的药物冲洗，药物输送尤其具有挑战性。这个过程对于患者来说也很不舒服，因为他们需要在俯卧时不时地转动身体，以使药物到达膀胱壁的各个侧面。治疗后，五年内复发的风险为 30-70%。

为了改善临床结果，首席研究员 塞缪尔·桑切斯（SamuelSánchez） 和同事的目标是开发创新且更有效的膀胱癌治疗方法，并在此过程中降低复发率。此外，单剂量疗法将显着降低治疗费用，目前治疗费用需要 14 至 XNUMX 次住院治疗。

该团队利用介孔二氧化硅纳米颗粒制造了纳米机器人，其表面具有各种功能成分。其中包括用于 PET 可视化或放射性核素治疗的放射性同位素，以及蛋白质脲酶，它与尿液中的尿素发生反应并实现纳米机器人的推进。

写入 自然纳米技术研究人员报告称，当他们将一滴纳米机器人添加到含有 300 mM 尿素的溶液中时，纳米机器人表现出集群运动，形成活跃而有力的前沿和三维漩涡。如果没有尿素，纳米机器人只会沉积在添加位点附近。

检查纳米机器人是否能够到达肿瘤 体内，研究小组评估了它们在荷瘤小鼠中的行为。正电子发射断层扫描 (PET) 图像显示，通过 MRI 确定，来自放射性标记纳米机器人的信号与肿瘤位置位于同一位置，放射性主要出现在目标肿瘤部位。只有注射纳米机器人加尿素的小鼠才显示出在肿瘤块中大量积聚——在水中递送的纳米机器人，以及在水或尿素中递送的对照纳米粒子（不含尿素酶）表现出最小的肿瘤摄取。

研究人员认为，纳米机器人的移动性有助于它们穿透肿瘤块。 “纳米机器人缺乏识别肿瘤的特异性抗体，肿瘤组织通常比健康组织更硬，但膀胱肿瘤的情况并非如此，”共同第一作者解释道 梅里特塞尔·塞拉·卡萨布兰卡斯 IBEC 的。 “我们观察到这些纳米机器人可以通过自我推进的化学反应局部增加 pH 值，从而分解肿瘤的细胞外基质。这种现象有利于更大的肿瘤渗透。”研究人员认为，纳米机器人会像墙壁一样与尿路上皮碰撞，但会穿透海绵状的肿瘤。

研究小组指出，在解剖组织的显微镜图像中识别纳米机器人具有挑战性。在共焦光学显微镜技术失败后，研究人员 IRB巴塞罗那 开发了一种基于光片的显微镜系统，基于平面激光照明，能够扫描膀胱的不同层并创建整个器官的 3D 重建。

“我们开发的散射弹性光片显微镜系统使我们能够消除肿瘤本身反射的光，使我们能够以前所未有的分辨率识别和定位整个器官中的纳米粒子，而无需事先标记，” 朱利安·科隆贝利 来自巴塞罗那IRB。

工程细菌将抗癌​​放射性同位素吸引到肿瘤中

为了评估该技术的治疗效果，该团队用碘 131 标记了纳米机器人（¹³¹I，一种常用于放射性核素治疗的放射性同位素），并将其给予荷瘤小鼠。减量治疗 ¹³¹尿素中的纳米机器人可抑制肿瘤生长，而高剂量 ¹³¹与未经治疗的动物相比，在尿素中施用 I-纳米机器人可使肿瘤体积减少近 90%。

桑切斯告诉 物理世界 该团队的下一步是将目前用于化疗的小药物封装起来，并继续测试纳米机器人作为药物载体的效率。他们最终打算扩大纳米机器人的规模并研究监管途径，以便通过 IBEC 分拆公司在未来三到四年内进行首次临床试验 纳米机器人疗法.

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• Sumber: https://physicsworld.com/a/self-propelling-nanobots-shrink-bladder-tumours-in-mice-by-90/