Микроскопические роботы, способные перемещаться по легким и доставлять лекарства прямо к метастатическим опухолям.

Инженеры из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали микроскопических роботов, способных перемещаться по легким и доставлять лекарства прямо к метастатическим опухолям. Этот метод показал многообещающие результаты на мышах, где он остановил рост и распространение опухолей, повысив выживаемость по сравнению с контрольными лечениями.

Исследование было опубликовано 12 июня в журнале Science Advances.

Микророботы представляют собой сочетание биологии и нанотехнологий, созданное в лабораториях Джозефа Ванга и Лянфан Чжана из департамента химического и нанотехнического инжиниринга Школы инженерии Джейкобса при Калифорнийском университете в Сан-Диего.

Для создания микророботов исследователи химически прикрепили наполненные лекарствами наночастицы к поверхности клеток зеленых водорослей. Водоросли обеспечивают движение микророботов, позволяя наночастицам эффективно перемещаться по легким и доставлять терапевтические вещества к опухолям.

Наночастицы представляют собой маленькие биорасщепляемые полимерные сферы, загруженные химиотерапевтическим препаратом доксорубицином и покрытые мембранами красных кровяных клеток. Это покрытие защищает наночастицы от иммунной системы, позволяя им оставаться в легких достаточно долго для оказания антиопухолевого эффекта. "Это действует как камуфляж", - объясняет первый автор исследования Чжэнсин Ли, аспирант по нанотехнологиям в исследовательских группах Ванга и Чжана. "Покрытие делает наночастицы похожими на красные кровяные клетки, что предотвращает иммунный ответ."

Этот метод безопасен, отмечают исследователи. Материалы, используемые для изготовления наночастиц, биосовместимы, а зеленые водоросли Chlamydomonas reinhardtii признаны безопасными для использования Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США.

Это исследование основано на предыдущей работе команд Ванга и Чжана, которые использовали аналогичных микророботов для лечения пневмонии у мышей. "Это были первые микророботы, успешно испытанные в легких живых животных", - говорит Ванг.

В предыдущих экспериментах микророботы боролись с распространением бактерий, вызывающих пневмонию, используя другую комбинацию лекарства и мембран клеток для наночастиц. Теперь команда адаптировала микророботов для борьбы с раковыми клетками в легких. "Мы демонстрируем, что эта платформа может активно и эффективно доставлять терапевтические средства по всему легочному тканевому массиву для борьбы с различными смертельными заболеваниями легких", - отметил Чжан.

В текущем исследовании мыши с меланомой, метастазировавшей в легкие, получали лечение микророботами через трубку, вставленную в трахею. Леченные мыши имели среднюю продолжительность жизни 37 дней, что выше по сравнению с 27 днями у нелеченных мышей и мышей, получавших только лекарство или наночастицы без водорослей.

"Активное движение микророботов значительно улучшило распределение лекарства в глубокой ткани легких и увеличило время его удержания", - сказал Ли. "Это позволило нам снизить необходимую дозу лекарства, потенциально уменьшая побочные эффекты при сохранении высокой эффективности выживания."

В будущем команда планирует продвигать эту технологию к испытаниям на более крупных животных и, в конечном итоге, к клиническим испытаниям на людях.

Источник:
Калифорнийский университет – Сан-Диего. «Плавающие микророботы доставляют противораковые препараты в метастатические опухоли легких у мышей». ScienceDaily. ScienceDaily, 12 июня 2024 г.
Электронный доступ: www.sciencedaily.com/releases/2024/06/240612173104.htm