Микророботы из водорослей доставляют химиотерапию непосредственно к опухолям легких

Прочитано: 279 раз(а)


Опухоли, которые перемещаются в легкие, или метастазы в легкие , представляют собой серьезную проблему в области лечения рака. Обычная химиотерапия часто терпит неудачу, поскольку она неэффективна. Он не поражает легкие напрямую и не накапливается в достаточно высокой концентрации, чтобы убить опухоли.

Мои коллеги и я из лаборатории Ванга и исследовательской группы Чжана в Калифорнийском университете в Сан-Диего последние пять лет потратили на разработку биогибридных микророботов — крошечных объектов, изготовленных как из натуральных, так и из синтетических материалов , которые можно использовать в медицине.

В нашем недавно опубликованном исследовании мы создали биогибридного микроробота на основе зеленых микроводорослей , который может доставлять химиотерапию непосредственно в легкие и лечить метастазы в легких.

Доставка лекарств из водорослей

Синтетические микророботы обычно изготавливаются из жестких металлических или полимерных конструкций, которые сложно изготовить. Они не могут получить доступ к определенным органам и тканям и могут быть токсичными для человека.

Микроводоросли решают эти проблемы. Во-первых, микроводоросли могут двигаться автономно, используя похожий на волос придаток, называемый жгутиками, чтобы продвигаться через такие органы, как легкие. Они менее токсичны , чем другие микроорганизмы. Они также дешевле и проще в производстве.

Наш биогибридный микроробот , называемый водорослевым NP(DOX)-роботом, сочетает в себе микроскопические живые зеленые микроводоросли, обычно используемые в фармацевтике, Chlamydomonas Reinhardtii, с наночастицами , покрытыми мембранами эритроцитов. Клеточные мембраны действуют как естественный «камуфляж», повышая биосовместимость микроробота и предотвращая его атаку со стороны иммунной системы пациента. Внутри наночастиц находится распространенный тип химиотерапевтического препарата под названием доксорубицин.

Мы протестировали наших микророботов на основе водорослей на мышах с метастазами в легких. Вводя этих микророботов на основе водорослей через трахею, мы могли бы транспортировать лекарство непосредственно в легкие и минимизировать побочные эффекты на другие органы. Попав в легкие, наш микроробот на основе водорослей мог плавать и распределять лекарство по тканям легких . Он также может избежать разрушения иммунными клетками в легких, позволяя лекарству постепенно высвобождаться из наночастиц.

По сравнению со свободными лекарственными средствами и статическими наночастицами с лекарственными препаратами, которые не могут двигаться самостоятельно, наши биогибридные микророботы накапливались в больших концентрациях и дольше удерживались в легких.

Благодаря более эффективной доставке химиотерапии к пораженным тканям легких наши биогибридные микророботы значительно улучшили терапевтические результаты за счет уменьшения опухолей легких и увеличения выживаемости пролеченных мышей. У мышей, получавших лечение нашими микророботами на основе водорослей, медианное время выживания увеличилось на 40%, что увеличило выживаемость с 27 до 37 дней.

Иммунные клетки в конечном итоге расщепляют микророботов на нетоксичные компоненты и полностью выводят их из организма.

Биоинженерные методы лечения

Наши результаты показывают, что биогибридные микророботы представляют собой мощный подход к доставке лекарств в легкие для лечения легочных заболеваний.

Ранее мы использовали нашу платформу микророботов из зеленых микроводорослей для лечения острой легочной пневмонии. Сейчас мы концентрируемся на лечении других сложных заболеваний легких, таких как муковисцидоз и идиопатический фиброз легких.

Мы также работаем над созданием способа более эффективной и неинвазивной доставки наших биогибридных микророботов. Интеграция дополнительных стратегий управления движением, таких как магнитное наведение или ультразвуковой захват, может улучшить накопление лекарства в определенных целевых участках тела.

Пройдет некоторое время, прежде чем наши биогибридные микророботы появятся в клинике. Но в целом сочетание живых микроводорослей с наночастицами, покрытыми клеточными мембранами, для доставки лекарств может помочь заложить основу для биоинженерного лечения рака.

Микророботы из водорослей доставляют химиотерапию непосредственно к опухолям легких



Новости партнеров