Τα βακτηριακά μικρορομπότ παραδίδουν ωφέλιμο φορτίο φαρμάκων σε όγκους

0
Τα βακτηριακά μικρορομπότ παραδίδουν ωφέλιμο φορτίο φαρμάκων σε όγκους

Επιστήμονες του Ινστιτούτου Μαξ Πλανκ για Ευφυή Συστήματα στη Γερμανία ανέπτυξαν μικρορομπότ που στοχεύουν όγκους χρησιμοποιώντας βακτήρια. Η ομάδα εκμεταλλεύτηκε την τάση των βακτηρίων να έλκονται φυσικά προς περιοχές με χαμηλό οξυγόνο και χαμηλό ph, που και τα δύο τείνουν να εμφανίζονται κοντά σε έναν όγκο. Μόλις πλησιάσουν τον όγκο, τα βακτήρια επιδεινώνουν το ανοσοποιητικό σύστημα, με τον όγκο να υφίσταται κάποια παράπλευρη βλάβη. Ωστόσο, οι ερευνητές υπερφόρτισαν επίσης την ικανότητα των βακτηρίων να στοχεύουν τον όγκο δεσμεύοντας μαγνητικά νανοσωματίδια στην επιφάνειά τους, επιτρέποντάς τους να ελέγχουν την κίνηση των βακτηρίων χρησιμοποιώντας μαγνητικά πεδία. Αν αυτό δεν ήταν αρκετό, προσάρτησαν επίσης φωτοευαίσθητα νανολιποσώματα φορτωμένα με φάρμακα στην βακτηριακή επιφάνεια, επιτρέποντάς τους να φωτίσουν τον όγκο με σχεδόν υπέρυθρο φως όταν τα βακτήρια βρίσκονται κοντά, προκαλώντας απελευθέρωση αντικαρκινικού φαρμάκου και καταστρέφοντας περαιτέρω το όγκος.

Η χρήση βακτηρίων για τη στόχευση όγκων μπορεί να φαίνεται λίγο περίεργη, αλλά όταν εξετάζετε τα χαρακτηριστικά των βακτηρίων είναι πολύ λογικό. Είναι κολυμβητές με υψηλή κινητικότητα και μπορούν να πλοηγηθούν σε διάφορα περιβάλλοντα, συμπεριλαμβανομένου του αίματος που ρέει στα αγγεία και ακόμη και στους πυκνούς ιστούς. Επίσης έλκονται φυσικά από περιοχές με χαμηλό οξυγόνο και υψηλή οξύτητα στο σώμα, οι οποίες τείνουν να εμφανίζονται κοντά σε όγκους. Τείνουν επίσης να επιδεινώνουν το ανοσοποιητικό σύστημα, το οποίο μπορεί να είναι ευεργετικό εάν έχει επίσης ως αποτέλεσμα την καταστροφή ορισμένων καρκινικών κυττάρων μαζί τους.

Ωστόσο, οι ερευνητές προσπάθησαν να κάνουν τα βακτήρια ακόμη πιο αποτελεσματικά ως αντικαρκινικά μέσα εξοπλίζοντάς τα με μεγαλύτερη ικανότητα στόχευσης και καταστροφής όγκων. Αυτή η τελευταία προσέγγιση απεικονίζει αυτή την ιδέα αρκετά καλά. «Φανταστείτε ότι θα ενέσαμε τέτοια μικρορομπότ βασισμένα σε βακτήρια στο σώμα ενός καρκινοπαθούς. Με έναν μαγνήτη, θα μπορούσαμε να κατευθύνουμε με ακρίβεια τα σωματίδια προς τον όγκο. Μόλις αρκετά μικρορομπότ περιβάλλουν τον όγκο, κατευθύνουμε ένα λέιζερ στον ιστό και με αυτό ενεργοποιείται η απελευθέρωση του φαρμάκου. Τώρα, όχι μόνο ενεργοποιείται το ανοσοποιητικό σύστημα για να ξυπνήσει, αλλά τα πρόσθετα φάρμακα βοηθούν επίσης στην καταστροφή του όγκου», δήλωσε η Birgül Akolpoglu, ερευνήτρια που συμμετείχε σε αυτή την τελευταία μελέτη. «Αυτή η επιτόπια παράδοση θα ήταν ελάχιστα επεμβατική για τον ασθενή, ανώδυνη, ελάχιστη τοξικότητα και τα φάρμακα θα αναπτύξουν την επίδρασή τους όπου χρειάζεται και όχι μέσα σε ολόκληρο το σώμα».

Μέχρι στιγμής, αυτή η ομάδα έχει καταφέρει να προσαρμόσει την τεχνική της έτσι ώστε να μπορεί να εξοπλίσει ένα υψηλό ποσοστό βακτηρίων σε ένα δείγμα τόσο με νανολιποσώματα όσο και με μαγνητικά νανοσωματίδια. Έδειξαν επίσης ότι μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν μαγνητικά πεδία για να κατευθύνουν τα βακτήρια μέσω στενών καναλιών που προορίζονται να μιμηθούν τα αγγεία.

«Τα βιοϋβριδικά μικρορομπότ βασισμένα σε βακτήρια με ιατρικές λειτουργίες θα μπορούσαν μια μέρα να πολεμήσουν τον καρκίνο πιο αποτελεσματικά. Είναι μια νέα θεραπευτική προσέγγιση όχι πολύ μακριά από το πώς αντιμετωπίζουμε τον καρκίνο σήμερα», δήλωσε ο Metin Sitti, άλλος ερευνητής που συμμετείχε στη μελέτη. «Τα θεραπευτικά αποτελέσματα των ιατρικών μικρορομπότ στην αναζήτηση και την καταστροφή των καρκινικών κυττάρων θα μπορούσαν να είναι σημαντικά. Η δουλειά μας είναι ένα εξαιρετικό παράδειγμα βασικής έρευνας που στοχεύει να ωφελήσει την κοινωνία μας».

Σπουδάζω στην Προόδους της Επιστήμης: Μαγνητικά κατευθυνόμενα βακτηριακά μικρορομπότ που κινούνται σε τρισδιάστατες βιολογικές μήτρες για παράδοση φορτίου που ανταποκρίνεται στα ερεθίσματα

Μέσω: Ινστιτούτο Μαξ Πλανκ για Ευφυή Συστήματα

Schreibe einen Kommentar