Rak pęcherza moczowego to jeden z dziesięciu najczęstszych nowotworów na świecie. Często leczy się go operacyjnie, usuwając guz, a następnie podaje leki bezpośrednio do pęcherza moczowego za pomocą cewnika.

Jednak leki te często nie wnikają dostatecznie głęboko w tkankę guza, co ogranicza ich skuteczność. Konieczne bywa prowadzenie leczenia dłużej lub stosowanie wyższych dawek.

Aby sprostać temu wyzwaniu, naukowcy z University of Edinburgh (Wielka Brytania) oraz Uniwersytetu Xiamen (Chiny) opracowali biohybrydowe, magnetyczne mikroroboty uzyskiwane z naturalnych mikroglonów.

Występujące obficie w naturze jednokomórkowe glony są tanie, łatwo dostępne, biokompatybilne i biodegradowalne, co pozwala na ich bezpieczne stosowanie w organizmie. Ich delikatna, nanoporowata struktura doskonale nadaje się do bezpiecznego pakowania i kontrolowanego uwalniania leków.

Obładowane chemioterapeutykiem (doksorubicyną) mikroroboty kierowane są w stronę guzów za pomocą zewnętrznie programowanych pól magnetycznych. Śledzone za pomocą USG, mają za zadanie pomóc lekom wnikać głęboko w tkankę guza, ograniczając jednocześnie uszkodzenia zdrowych komórek.

Badania laboratoryjne na myszach wykazały, że zastosowanie glonów robotów zwiększyło penetrację leku ponad dziesięciokrotnie w porównaniu ze standardową metodą leczenia. Po tygodniu terapii rozmiar guza zmniejszył się do mniej niż trzech procent w porównaniu z grupą leczoną konwencjonalnie.

Zdaniem ekspertów ta technologia mogłaby poprawić skuteczność miejscowego podawania chemioterapii, zmniejszając ekspozycję na lek i jednocześnie poprawiając skuteczność leczenia.

Dzięki obrazowaniu ultrasonograficznemu w czasie rzeczywistym naukowcy mogą precyzyjnie kontrolować, jak rój robotów przenoszących lek porusza się wewnątrz pęcherza, przełączając się między trybami transportu i uwalniania w celu ukierunkowanego dostarczania leku. Naukowcy porównali skoordynowany ruch mikrorobotów w wąskich przestrzeniach do ławic ryb lub stad ptaków poruszających się razem.

Zespół przetestował tę technologię na myszach z guzami pęcherza moczowego i odkrył, że mikroboty dostarczały leki do guza szybko i skutecznie, minimalizując jednocześnie skutki uboczne. Leczenie u myszy można ukończyć w około 30 minut, w porównaniu ze znacznie dłuższym czasem ekspozycji często stosowanym w konwencjonalnych metodach leczenia.

Współprowadzący badanie dr Qi Zhou, wykładowca informatyki biomedycznej na University of Edinburgh, powiedział: „Nasze mikroroboty zostały zaprojektowane z mikroglonów o kształcie tabletek, można je zdalnie kierować do guza za pomocą informacji zwrotnej z obrazowania w czasie rzeczywistym; uwalniają leki dokładnie tam, gdzie są potrzebne, aby zapewnić szybką penetrację tkanek w sposób minimalnie inwazyjny”.

„To badanie podkreśla nieinwazyjne podejście do pokonywania barier biologicznych, które ograniczają penetrację leków w guzach pęcherza moczowego. Obecnie omawiamy translacyjne badania obserwacyjne ze szpitalami, których długoterminowym celem są badania kliniczne po dalszej walidacji przedklinicznej i przeglądzie regulacyjnym” – wskazał prof. Xiaohui Yan z Uniwersytetu Xiamen.

Paweł Wernicki (PAP)

pmw/ bar/