Нанорозмірні роботи, або наноботи, які рухаються завдяки розщепленню сечовини, зменшили розмір пухлин сечового міхура у мишей на 90 відсотків після єдиного введення. Як сподіваються іспанські розробники технології, наноботи допоможуть лікувати рак сечового міхура, який з великою ймовірністю повертається до пацієнтів протягом кількох років після лікування. Про винахід повідомляє New Atlas, стаття опублікована у журналі Nature Nanotechnology.
Накопичення наноботів у місці пухлини сечового міхура. IRB Barcelona
Навіщо потрібні нанороботи проти раку?
Більшість випадків раку сечового міхура представлені пухлинами, які не проникають в глибину м'язової тканини. Лікування у такому разі полягає у хірургічному видаленні злоякісної маси, а потім — місцевому застосуванні імунотерапевтичних чи хімієтерапевтичних препаратів. Попри, на перший погляд, простоту терапії, її ефективність досить низька — у 30-70 відсотків пацієнтів рак повертається протягом п'яти років, а в 10-30 відсотків ще й прогресує. Це вимагає від пацієнтів регулярних обстежень та повторних курсів терапії, що робить рак сечового міхура однією з найбільш витратних злоякісних хвороб.
Однією з причин, чому лікування малодієве, є те, що лікарський засіб у сечовому міхурі постійно розбавляється сечею, а до того ж осідає в рідині та постійно виводиться. Це навело науковців Інституту біомедичних досліджень у Барселоні та їхніх іспанських колег на думку, що допомогти могли б терапевтичні агенти, що можуть самостійно рухатися у рідині у сечовому міхурі, дістаючись злоякісних новоутворень і протистоячи виведенню з сечею. Так вчені дійшли до тестування ідеї з наноботами, які самостійно рухаються, використовуючи хімічну енергію у своєму середовищі.
Як попрацювали наноботи?
Сферичні наноботи, розміром близько 450 нанометрів, побудували з пористого кремнієвого матеріалу. Їхню поверхню покрили ферментом уреазою, який розщеплює сечовину до аміаку та вуглекислого газу, тому у сечовому міхурі ця реакція штовхає наноботів, змушуючи постійно рухатися у порожнистому органі, а не осідати. Що стосується лікувального потенціалу, то наноботів покрили ще й радіоактивним ізотопом йоду, який часто використовують для місцевого лікування раку.
Перші випробування наноботів проти раку випробували на мишах із пухлинами сечового міхура, яким ввели роботів єдиною дозою. Обстеження за допомогою позитрон-емісійної томографії вказало, що наноботи успішно накопичилися у пухлинах, приблизно у чотири рази в більшій концентрації, ніж на здоровому епітелії міхура. Краща проникність у пухлини може бути пов'язана зі структурними змінами новоутворень, які порушують захисний бар'єр поверхні сечового міхура, міркують автори.
Однак наноботи проявили і свою терапевтичну дію — об'єм пухлин у мишей після введення зменшився на 90 відсотків, у порівнянні з нелікованими тваринами. При цьому миші не втратили вагу, вказуючи на відсутність суттєвих побічних ефектів. Тому науковці вважають, що у майбутньому наноботи можуть допомогти людям із раком сечового міхура цілком позбутися хвороби.
- Нанороботи також розглядають як потенційний спосіб боротися з вірусами. Наприклад, нанобот із ДНК показав, що успішно хапає коронавірус, чим може перешкодити йому проникнути в клітини.
- А про те, якими ще бувають мікроскопічні роботи і для чого можуть згодитися, читайте у нашому розборі.