Микророботи доставят лекарство за рак директно в туморите

Акценти

Учени от Калифорнийския университет в Сан Диего създават микроскопични роботи, които преминават през белите дробове, за да доставят лекарства за борба с рака директно в туморите. Проведените изпитвания при мишки показват, че по този начин растежът и разпространението на тумори, метастазирали в белите дробове, биват прекратени.

Микроробите в битка с рака

Определят микророботите като изключителна комбинация между биологията и нанотехнологиите. В този случай те са реален резултат от общите усилия и научни търсения на екипите на двама професори – Джоузеф Уанг и Лиандфанг Джан от Инженерното училище на Калифорнийския университет в Сан Диего.

В основата на настоящото проучване са предишните научни търсения на проф. Уанг, проф. Джан и колегите им.

Става дума за използването на микророботи за лечението на смъртоносна пневмония при мишки.

„Това бяха първите микророботи, които тествахме безопасно в белите дробове на живи животни“, казва проф. Уанг. Задачата им тогава е да се борят с разпространението на бактерии, причиняващи пневмония.

Сега на учените остава само да променят компонентите и приспособят микророботите да водят битка с разпространението на раковите клетки в белите дробове.

В настоящия случай те прикрепват химически наночастици, които са пълни с лекарства, към повърхността на клетки на зелени водорасли. Именно водораслите осигуряват движението на микророботите и позволяват на наночастиците да плуват ефективно в белите дробове като по този начин доставят лекарството в туморите.

>>>Кръвен тест помага в избора на лечение за пациенти с рак на белия дроб   

Наночастиците представляват малки биоразградими полимерни сфери. Заредени са с известното и използвано лекарство за химиотерапия доксорубицин и са покрити с мембрани на червени кръвни клетки.

Това покритие изпълнява една много важна функция, определяна и като критична – предпазва наночастиците от имунната система и така им позволява да останат в белите дробове достатъчно дълго, за да бъдат в състояние да предизвикат антитуморни ефекти.

>>>Разработват ваксина, ефективна срещу 90% от видовете рак на белия дроб

Един от участниците в екипа и съавтор на статията с резултатите, публикувана в списанието Science Advance, д-р Джоншинг Ли, специалист по наноинженерство, казва, че покритието действа като камуфлаж и прави така, че наночастиците изглеждат като червена кръвна клетка от тялото, а това означава, че няма да предизвикат имунен отговор.

Комбинацията от водорасли, които пренасят наночастици, е безопасна, споделят изследователите и подчертават, че материалните, използвани за направата им са биосъвместими. Зелените водорасли, които екипът използва, са Chlamydomonas reinharditii и са признати за безопасни за употреба от Американската агенция за контрол на храните и лекарствата.

Проучването

За да установят ефективността, изследователите използват мишки с меланом с метастази в белите дробове. Микророботите биват доставени до тях чрез малка тръба, поставена в трахеята. Средното време на преживяемост е 37 дни. При мишките, които не получават този вид лечение или им се дава само лекарството или наночастици с лекарство но без водорасли, времето е 27 дни.

„Показахме, че технологията може активно и ефикасно да доставя терапевтични средства в цялата белодробна тъкан за борба с различни видове смъртоносни заболявания в белите дробове“, коментира резултатите проф. Джан.

Оказва се още, че активното плуване на микророботите подобрява значително разпределението на лекарството дълбоко в белодробната тъкан и удължава времето на задържането му.

„Точно това ни позволи да намалим необходимата доза от лекарството и по този начин да понижим страничните ефекти като в същото време поддържаме висока ефикасност на оцеляване“, пояснява от своя страна проф. Уанг.

>>>Създадоха наночастици, които идентифицират и унищожават раковите клетки в гърдата

Това е определено поредната успешна стъпка напред, защото както поясняват авторите в статията с резултатите: „Белодробните метастази са огромно предизвикателство при лечението на рак, тъй като конвенционалната химиотерапия често не е ефективна заради ограниченото насочване и ниското натрупване в белите дробове. Тук показваме подход чрез микроробот, който използва подвижни водорасли за локализирано доставяне на натоварени с лекарства наночастици за справяне с предизвикателствата на белодробните метастази. Биохибридните микророботи транспортират ефективно полезния си товар дълбоко в белите дробове и поддържат постоянна подвижност. Стратегията води до бързото разпределение на лекарствата, подобреното им натрупване в тъканите и продължителното задържане, което намалява бремето на метастазите и удължава преживяемостта в сравнение с контролните групи.“

Сега екипът насочва усилията си към изпитания при по-големи животни, а крайната цел са клиничните изпитвания при хора.