Нанороботы лечат рак мочевого пузыря.

Исследователи из Испании разработали терапевтических нанороботов, которые могут самостоятельно достигать очага опухоли и с высокой точностью уничтожать раковые клетки. Новая вспомогательная оптическая система позволяет визуализировать и помещать нанороботов внутри мочевого пузыря без необходимости дополнительных инструментов. 

Исследователям из Института биоинженерии Каталонии (IBEC) и CIC biomaGUNE в сотрудничестве с IRB Barcelona и Автономным университетом Барселоны (UAB) удалось уменьшить размер опухолей мочевого пузыря у мышей на 90% за счет использования самодвижущихся нанороботов. Исследование, опубликованное в престижном журнале Nature Nanotechnology, предлагает многообещающее решение проблемы рака мочевого пузыря.

Вклад передового центра цифровой микроскопии IRB в Барселоне стал ключевым для проекта. Внедряя инновации в методы биоимиджинга, они разработали оптическую систему, которая позволила визуализировать и локализовать нанороботов внутри мочевого пузыря без необходимости в предварительных маркерах и с беспрецедентным разрешением. 

Биоимиджинг – это неинвазивный процесс визуализации биологической активности в определенный период. Это не препятствует различным жизненным процессам, таким как движение, дыхание и т.д., и помогает сообщать о трехмерной структуре образцов.

Жюльен Коломбелли (Julien Colombelli), менеджер платформы, подчеркивает важность этого достижения: «Только тогда мы увидели, что нанороботы не только достигли опухоли, но и сумели проникнуть в нее, тем самым усилив действие радиофармпрепарата».

Эта работа иллюстрирует важность превосходных научных платформ и передовых технологий для продвижения передовой науки и улучшения понимания болезней и их лечения.

 Рак мочевого пузыря имеет один из самых высоких показателей заболеваемости в мире и занимает четвертое место по распространенности среди мужчин. Несмотря на относительно низкий уровень смертности, почти половина опухолей мочевого пузыря возникают повторно в течение 5 лет. Таким образом, пациентам требуется постоянное наблюдение, частые визиты в больницу и повторное лечение, что делает рак мочевого пузыря одним из самых дорогостоящих видов рака, подлежащих лечению.

Современные методы лечения, которые включают введение лекарств непосредственно в мочевой пузырь, продемонстрировали хорошие показатели выживаемости, но низкую терапевтическую эффективность. Многообещающей альтернативой является использование наночастиц, способных доставлять терапевтическое средство непосредственно к опухоли. Особенно выделяются нанороботы – наночастицы, способные самостоятельно перемещаться внутри организма.

 Для решения проблемы, связанной с раком мочевого пузыря, команда исследователей разработала крошечные наномашины, которые работают на мочевине, присутствующей в моче, и специально нацелены на опухоль, поражая ее радиоизотопом, нанесенным на их поверхность. Эти наномашины состоят из сферы из пористого кремнезема, а на их поверхности расположены различные компоненты со специфическими функциями. Одним из них является фермент уреаза, белок, который вступает в реакцию с мочевиной, присутствующей в моче, делая наночастицу способной самостоятельно передвигаться. Другим ключевым компонентом является радиоактивный йод, радиоизотоп, обычно используемый для локализованного лечения опухолей.

Эта работа прокладывает путь к новым методам лечения рака мочевого пузыря, которые сокращают продолжительность госпитализации, тем самым снижая затраты и повышая комфорт для пациентов.

 «При однократном приеме мы наблюдали уменьшение объема опухоли на 90%. Это значительно эффективнее, чем современные методы лечения, учитывая, что пациенты с этим типом опухоли обычно проходят от 6 до 14 приемов в больнице. Этот терапевтический подход повысит эффективность за счет сокращения  продолжительности госпитализаций и стоимости лечения», – объясняет Сэмюэл Санчес (Samuel Sánchez), профессор-исследователь ICREA в IBEC и руководитель исследования.

Следующий шаг, над которым команда уже работает, - определить, рецидивируют ли эти опухоли после лечения.

Работа с нанороботами поставила серьезную научную задачу в отношении методов биоимиджинга для визуализации этих устройств в тканях и самой опухоли. Обычным неинвазивным клиническим методам, таким как ПЭТ, не хватает разрешения, необходимого для обнаружения этих очень мелких частиц на микроскопическом уровне.

Для решения этой проблемы Передовой центр цифровой микроскопии IRB Barcelona разработал метод, который включает использование лазерного луча для освещения образцов, позволяя получать 3D-изображения за счет рассеяния света при взаимодействии с тканями и частицами. Заметив, что сама опухоль рассеивает часть света, вызывая помехи, команда центра разработала новую технику, основанную на поляризованном свете, который устраняет все рассеяния от опухолевой ткани и клеток. Этот подход позволяет визуализировать и определять местоположение нанороботов без необходимости предварительного мечения с помощью молекулярных методов.

Источник: сайт Института бтомедицинских исследований барселоны 16.01.2024

Скопление нанороботов визуализируется с помощью микроскопии.