Νανομηχανικοί από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο ανέπτυξαν μικροσκοπικά ρομπότ- μικρο-ρομπότ– που «κολυμπούν» μέσα στους πνεύμονες και χορηγούν αντικαρκινικά φάρμακα απευθείας στους μεταστατικούς όγκους. Σε προηγούμενη μελέτη των ίδιων ερευνητών, η προσέγγιση αυτή αποδείχθηκε πολλά υποσχόμενη σε ποντίκια, καθώς ανέστειλε την ανάπτυξη και την εξάπλωση όγκων και αύξησε έτσι τα ποσοστά επιβίωσης.
Ο Τζέζεφ Γουάνγκ, ο οποίος ειδικεύεται στη μικρο-και νανορομποτική έρευνα, και ο Λιανγκφάνγκ Ζάνγκ, ο οποίος αναπτύσσει νανοσωματίδια που μιμούνται τα κύτταρα για τη θεραπεία λοιμώξεων και ασθενειών, σχεδίασαν ένα μικρο-ρομπότ που στοχεύει βακτηριακές λοιμώξεις στο στομάχι και το αίμα.
Μικρο-ρομπότ: Tο μέλλον της χορήγησης φαρμάκων
Ο Ζενγκξινγκ Λι, επιεκεφαλής συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό «Science Advances», δήλωσε στον ιστότοπο Interesting Engineering ότι η έρευνα στον τομέα των μικρο-ρομπότ για τη θεραπεία ασθενειών αρχικά επικεντρώθηκε σε συνθετικά υλικά όπως μέταλλα και πολυμερή που περιόρισαν τις κλινικές τους εφαρμογές.
«Ένα από τα σημαντικότερα επιτεύγματα στον τομέα ήταν η δημιουργία βιοϋβριδικών μαγνητικά καθοδηγούμενων μικρο-ρομπότ που βασίζονται σε βακτήρια, τα οποία απέδειξαν τη δυνατότητα στοχευμένης χορήγησης σε περιοχές όπου υπάρχουν όγκοι» εξήγησε ο ερευνητής.
Πράγματι, ο Γουάνγκ και ο Ζανγκ συνέβαλαν σημαντικά στην εν λόγω έρευνα ενσωματώνοντας ειδικά μικροφύκη, και συγκεκριμένα ένα στέλεχος που ονομάζεται Chlamydomonas reinhardtiias, επειδή πληροί πλήρως τις απαιτήσεις ασφάλειας της Υπηρεσίας Τροφίμων και Φαρμάκων (FDA) των ΗΠΑ.
Το μικρο-ρομπότ έχει κατασκευαστεί από κύτταρα φυκιών τα οποία έχουν εμπλουτιστεί με ένα αντικαρκινικό φάρμακο. Τα φύκια παρέχουν κίνηση επιτρέποντας στα μικρο-ρομπότ να κολυμπά και να παραδίδει το φάρμακο στην μολυσμένη περιοχή ομοιόμορφα.
Σε προηγούμενη μελέτη τους, οι ερευνητές δοκίμασαν το μικρο-ρομπότ τους σε ποντίκια που είχαν προβληθεί από θανατηφόρα πνευμονία. Τους χορήγησαν δοξορουβικίνη, ένα φάρμακο γνωστό για τις σοβαρές παρενέργειες που προκαλεί. Διαπιστώθηκε ότι όλα τα ποντίκια που έλαβαν το φάρμακο θεραπεύθηκαν, ενώ εκείνα που δεν έλαβαν τη θεραπεία πέθαναν λίγες μέρες μετά λόγω λοίμωξης. Τα ευρήματα της μελέτης έδειξαν ότι η θεραπεία με τα μικρο-ρομπότ είναι πιο αποτελεσματική από την ενδοφλέβια χορήγηση αντιβιοτικών.
«Αυτά ήταν τα πρώτα μικρο-ρομπότ που δοκιμάστηκαν με ασφάλεια στους πνεύμονες ζωντανών ζώων», δήλωσε ο Γουάνγκ.
Στην νέα τους μελέτη, οι ερευνητές χορήγησαν το βιοϋβριδικό μικρο-ρομπότ στους πνεύμονες ποντικιών για να θεραπεύσουν το μελάνωμα που είχε εξαπλωθεί. Μετά τη χορήγηση τεσσάρων δόσεων δοξορουβικίνης τα συμπτώματα των ποντικιών βελτιώθηκαν και τα ποσοστά επιβίωσης αυξήθηκαν. Η ομάδα διαπίστωσε ότι τα ποντίκια που έλαβαν θεραπεία παρουσίασαν διάμεσο χρόνο επιβίωσης 37 ημερών, μια βελτίωση σε σχέση με τις 27 ημέρες που παρατηρήθηκε στα ποντίκια που δεν έλαβαν τη θεραπεία, καθώς και στα ποντίκια που είτε έλαβαν μόνο το φάρμακο είτε έλαβαν νανοσωματίδια με φάρμακο αλλά χωρίς άλγη».
Οι επιστήμονες επένδυσαν το μικρο-ρομπότ με ένα προστατευτικό στρώμα από κόκκινες μεμβράνες αίματος, ώστε να μην του επιτεθεί το ανοσοποιητικό σύστημα.
«Λειτουργεί σαν καμουφλάζ. Αυτή η επίστρωση κάνει το νανοσωματίδιο να μοιάζει με ερυθρό αιμοσφαίριο, επομένως δεν θα προκαλέσει ανοσολογική απόκριση» εξήγησε ο Λι.
Μετά από μια σειρά επιτυχημένων δοκιμών, η καινοτόμος αυτή θεραπεία θα δοκιμαστεί στη συνέχεια σε κλινικές δοκιμές σε ανθρώπους. Εάν αποδειχθεί η αποτελεσματικότητα και η ασφάλειά της, θα μπορούσε να βοηθήσει στην καταπολέμηση του καρκίνου σε πρώιμο στάδιο και στην αποτροπή της εξάπλωσης ασθενειών.
ΠΗΓΗ: Interesting Engineering
