Крошечные роботы на основе водорослей, управляемые с помощью магнитов, могут повысить эффективность лечения рака мочевого пузыря, ускоряя доставку химиотерапевтических препаратов в опухоль. Миниатюрные роботы, управляемые в режиме реального времени, помогают препаратам проникать глубоко в опухолевую ткань, не повреждая здоровые клетки.
В ходе лабораторных испытаний на мышах этот подход увеличил проникновение препарата в организм более чем в 10 раз по сравнению со стандартным методом лечения. Через неделю такой терапии объем опухоли у мышей уменьшился более чем на 3 % по сравнению с группой, получавшей стандартное лечение.
По мнению экспертов из Эдинбургского университета, эта технология может повысить эффективность местной химиотерапии, снизив воздействие препаратов на организм и увеличив эффективность лечения.
Рак мочевого пузыря входит в десятку самых распространенных видов рака в мире. Его часто лечат хирургическим путем, удаляя опухоль, а затем проводят прямую инстилляцию, при которой лекарства вводятся в мочевой пузырь через катетер. Однако препаратам часто не удается проникнуть глубоко в опухолевую ткань, что снижает их эффективность и требует более длительного лечения или высоких доз.
Исследователи из Эдинбургского университета и Сямэньского университета в Китае разработали биогибридных магнитных микророботов на основе натуральных микроводорослей, чтобы решить эту проблему.
Одноклеточные водоросли биосовместимы и биоразлагаемы, что позволяет безопасно использовать их в организме, а тонкая нанопористая структура хорошо подходит для надежной упаковки и контролируемого высвобождения лекарств. По словам исследователей, эти водоросли широко распространены в природе, экономичны и подходят для масштабного производства.
Микророботы, оснащенные химиотерапевтическим препаратом доксорубицином, направляются к опухолям с помощью внешних магнитных полей. Благодаря ультразвуковой визуализации в режиме реального времени исследователи могут точно контролировать движение роботов, загруженных лекарственным препаратом, внутри мочевого пузыря. Роботы перекатываются и вращаются, переключаясь между режимами транспортировки и высвобождения для целенаправленной доставки лекарства.
Исследователи сравнили скоординированное движение микророботов в узких пространствах со стаями рыб или птиц. Команда протестировала технологию на мышах с опухолями мочевого пузыря и обнаружила, что микророботы быстро и эффективно доставляют лекарства в опухоль, сводя к минимуму побочные эффекты.
Лечение мышей занимает около 30 минут, в то время как при традиционных методах время воздействия гораздо дольше. По словам исследователей, улучшенный терапевтический эффект может способствовать разработке менее инвазивных методов лечения рака мочевого пузыря, хотя необходимы дальнейшие исследования.
Соруководитель работы доктор Ци Чжоу, преподаватель биомедицинской информатики Эдинбургского университета, сказал: «Наши микророботы созданы на основе микроводорослей, похожих на таблетки. С помощью обратной связи в режиме реального времени их можно дистанционно направлять к опухоли, а лекарства высвобождаются именно там, где они нужны, обеспечивая быстрое проникновение в ткани при минимальной инвазивности».
Профессор Сяохуэй Янь из Сямэньского университета в Китае добавил: «Это исследование демонстрирует неинвазивный подход к преодолению биологических барьеров, препятствующих проникновению лекарств в опухоли мочевого пузыря. Сейчас мы обсуждаем с больницами возможность проведения последующих исследований с целью клинических испытаний».
Исследование опубликовано в журнале Nature Nanotechnology.
[Фото: freepik / Magnific.com]
