Tumoret që udhëtojnë në mushkëri, ose metastaza në mushkëri, përbëjnë një sfidë të madhe në fushën e trajtimit të kancerit. Kimioterapia konvencionale shpesh bie shkurt sepse është joefikas. Ai nuk synon drejtpërdrejt mushkëritë dhe grumbullohet në një përqendrim mjaft të lartë për të vrarë tumoret.
Koleget e mi edhe une nga Laboratori Wang dhe Grupi Kërkimor Zhang në Universitetin e Kalifornisë, San Diego kanë kaluar pesë vitet e fundit duke u zhvilluar mikrorobotët biohibridëobjekte të vogla të bëra nga materiale natyrale dhe sintetike, që mund të përdoren në mjekësi.
Në hulumtimin tonë të sapobotuar, ne bëmë një Mikrorobot biohibrid i bazuar në mikroalga jeshile që mund të japë kimioterapi direkt në mushkëri dhe të trajtojë metastazat në mushkëri.
Mikroalgat mund të notojnë nëpër trupin tuaj. CSIRO/Wikimedia Commons, CC BY-SA
Dorëzimi i drogës Algae
Mikrorobotët sintetikë janë bërë zakonisht nga struktura të ngurtë metalike ose polimerike që janë të vështira për t'u prodhuar. Ata nuk janë në gjendje të hyjnë në organe dhe inde të caktuara dhe mund të jenë toksike për njerëzit.
Mikroalgat i kapërcejnë këto shqetësime. Per nje, mikroalgat mund të lëvizin në mënyrë autonome duke përdorur një shtojcë si qime të quajtur flagella për të shtyrë veten përmes organeve të tilla si mushkëritë. Ata janë më pak toksike krahasuar me mikroorganizmat e tjerë. Ata janë gjithashtu më e lirë dhe më e lehtë për t'u prodhuar.
Mikroroboti ynë biohibrid – i quajtur alga-NP(DOX)-robot– kombinon mikroalgat e gjelbra mikroskopike të gjalla të përdorura zakonisht në farmaceutikë, Chlamydomonas reinhardtii, me nanogrimca të veshura me membrana të qelizave të kuqe të gjakut. Membranat qelizore veprojnë si një “kamuflazh” natyral për të rritur biokompatibilitetin e mikrorobotit dhe për të parandaluar sulmin e tij nga sistemi imunitar i pacientit. Brenda nanogrimcave është një lloj i zakonshëm i barit të kimioterapisë i quajtur doxorubicin.
Ne testuam mikrorobotët tanë me bazë algat te minjtë me metastaza në mushkëri. Duke i administruar këta mikrorobot me bazë algat përmes trakesë, ne mund ta transportojmë ilaçin direkt në mushkëri dhe të minimizojmë efektet anësore në organe të tjera. Pasi në mushkëri, mikroroboti ynë me bazë algat mund të notojë dhe të shpërndajë ilaçin nëpër indet e mushkërive. Ai gjithashtu mund të shmangë shkatërrimin nga qelizat imune në mushkëri, duke lejuar që ilaçi të çlirohet gradualisht nga nanogrimcat.
Studiuesit kanë përdorur më parë mikrorobotët e tyre me bazë algat për të trajtuar pneumoninë.
Krahasuar me medikamentet e lira dhe nanogrimcat statike të ngarkuara me ilaçe që nuk mund të lëvizin vetë, mikrorobotët tanë biohibridë u grumbulluan në përqendrime më të mëdha dhe u mbajtën më gjatë në mushkëri.
Duke ofruar në mënyrë më efektive kimioterapinë në indet e mushkërive të sëmura, mikrorobotët tanë biohibridë përmirësuan ndjeshëm rezultatet terapeutike duke zvogëluar tumoret e mushkërive dhe duke zgjatur mbijetesën e minjve të trajtuar. Minjtë e trajtuar me mikrorobotët tanë me bazë algat përjetuan një rritje prej 40% në kohën mesatare të mbijetesës, duke e zgjatur mbijetesën nga 27 në 37 ditë.
Qelizat imune përfundimisht i zbërthejnë mikrorobotët në komponentë jo toksikë dhe i largojnë plotësisht ato nga trupi.
Trajtimet Bioinxhinierike
Gjetjet tona tregojnë se mikrorobotët biohibridë paraqesin një qasje të fuqishme për dërgimin e barnave në mushkëri për të trajtuar sëmundjet pulmonare.
Ne kemi përdorur më parë platformën tonë mikrorobot të mikroalgave jeshile për të trajtuar pneumoni akute të mushkërive. Tani po fokusohemi në trajtimin e sëmundjeve të tjera sfiduese të lidhura me mushkëritë, si fibroza cistike dhe fibroza pulmonare idiopatike.
Ne po punojmë gjithashtu në ndërtimin e një mënyre për të ofruar në mënyrë më efektive dhe joinvazive mikrorobotët tanë biohibridë. Integrimi i strategjive shtesë të kontrollit të lëvizjes, si p.sh drejtimi magnetik ose bllokimi me ultratingujmund të rrisë akumulimin e drogës në vende të caktuara të synuara në trup.
Do të kalojë pak kohë para se mikrorobotët tanë biohibridë të shfaqen në klinikë. Por në përgjithësi, kombinimi i mikroalgave të gjalla me nanogrimcat e veshura me membranë qelizore për të dhënë ilaçe mund të ndihmojë në vendosjen e themeleve për trajtimet e kancerit të bioinxhinieruara.
Zhengxing Li është Ph.D. Kandidat në Shkencën dhe Inxhinierinë e Materialeve në Universitetin e Kalifornisë, San Diego. Ky artikull është ribotuar nga Biseda nën një Licenca Creative Commons. Lexoni artikull origjinal.