Tumoret e fshikëzës u reduktuan me 90% duke përdorur nanorobotët

Kanceri i fshikëzës ka një nga normat më të larta të incidencës në botë dhe renditet si tumori i katërt më i zakonshëm tek meshkujt. Pavarësisht shkallës së vdekshmërisë relativisht të ulët, gati gjysma e tumoreve të fshikëzës rishfaqen brenda 5 viteve, duke kërkuar monitorim të vazhdueshëm të pacientit. Vizitat e shpeshta në spital dhe nevoja për trajtime të përsëritura kontribuojnë për ta bërë këtë lloj kanceri një nga më të shtrenjtët për t’u kuruar.

Ndërsa trajtimet aktuale që përfshijnë administrimin e drejtpërdrejtë të barnave në fshikëzën e urinës tregojnë norma të mira mbijetese, efikasiteti i tyre terapeutik mbetet i ulët. Një alternativë premtuese përfshin përdorimin e nanogrimcave të afta për të dhënë agjentë terapeutikë direkt në tumor. Në veçanti, nanorobotët – nanogrimca të pajisura me aftësinë për të vetëlëvizur brenda trupit – janë të rëndësishme.

Tani, një studim i botuar në revistën prestigjioze Nature Nanotechnology zbulon se si një ekip hulumtues reduktoi me sukses madhësinë e tumoreve të fshikëzës tek minjtë me 90% përmes një doze të vetme nanorobotësh me fuqi ure.

Këto nanomakina të vogla përbëhen nga një sferë poroze e bërë nga silicë. Sipërfaqet e tyre përmbajnë komponentë të ndryshëm me funksione specifike. Midis tyre është enzima ureazë, një proteinë që reagon me urenë që gjendet në urinë, duke i mundësuar nanogrimcave të lëvizin vetveten. Një komponent tjetër thelbësor është jodi radioaktiv, një radioizotop që përdoret zakonisht për trajtimin e lokalizuar të tumoreve.

Hulumtimi, i udhëhequr nga Instituti për Bioinxhinierinë e Katalonjës (IBEC) dhe CIC biomaGUNE në bashkëpunim me Institutin për Kërkime në Biomjekësi (IRB Barcelona) dhe Universitetin Autonom të Barcelonës (UAB), hap rrugën për trajtime inovative të kancerit të fshikëzës. Këto përparime synojnë të zvogëlojnë kohëzgjatjen e shtrimit në spital, duke nënkuptuar kështu kosto më të ulëta dhe rehati të shtuar për pacientët.

“Me një dozë të vetme, ne kemi vërejtur një rënie prej 90% të vëllimit të tumorit. Kjo është dukshëm më efikase duke pasur parasysh se pacientët me këtë lloj tumori zakonisht kanë 6 deri në 14 takime në spital me trajtimet aktuale. Një qasje e tillë trajtimi do të rriste efikasitetin, duke reduktuar kohëzgjatjen e shtrimit në spital dhe kostot e trajtimit,” shpjegon Samuel Sánchez, profesor i kërkimit ICREA në IBEC dhe drejtues i studimit.

Hapi tjetër, i cili tashmë është duke u zhvilluar, është të përcaktohet nëse këto tumore përsëriten pas trajtimit.

Në kërkimet e mëparshme, shkencëtarët konfirmuan se aftësia vetëlëvizëse e nanorobotëve i lejonte ata të arrinin të gjitha muret e fshikëzës. Kjo veçori është e favorshme në krahasim me procedurën aktuale ku, pas administrimit të trajtimit direkt në fshikëz, pacienti duhet të ndryshojë pozicionin çdo gjysmë ore për të siguruar që ilaçi të arrijë të gjitha muret.

Ky studim i ri shkon më tej duke demonstruar jo vetëm lëvizshmërinë e nanogrimcave në fshikëz, por edhe akumulimin e tyre specifik në tumor. Kjo arritje u bë e mundur nga teknika të ndryshme, përfshirë tomografinë mjekësore me emetim pozitron (PET) të imazheve të minjve, si dhe imazhet mikroskopike të indeve të hequra pas përfundimit të studimit. Këta të fundit u kapën duke përdorur një sistem mikroskopi fluoreshent të zhvilluar posaçërisht për këtë projekt në IRB Barcelona. Sistemi skanon shtresat e ndryshme të fshikëzës dhe siguron një rindërtim 3D, duke mundësuar kështu vëzhgimin e të gjithë organit.

“Sistemi optik inovativ që kemi zhvilluar na mundësoi të eliminojmë dritën e reflektuar nga vetë tumori, duke na lejuar të identifikojmë dhe lokalizojmë nanogrimcat në të gjithë organin pa etiketim paraprak, në një rezolucion të paparë. Ne vumë re se nanorobotët jo vetëm që arritën në tumor, por edhe hynë në të, duke rritur kështu veprimin e radiofarmaceutikës,” shpjegon Julien Colombelli, drejtuesi i platformës së Mikroskopit Dixhital të Avancuar në IRB Barcelona.

Deshifrimi pse nanorobotët mund të hyjnë në tumor përbënte një sfidë. Nanorobotëve u mungojnë antitrupat specifikë për të njohur tumorin dhe indi i tumorit është zakonisht më i ngurtë se indi i shëndetshëm.

“Megjithatë, ne vumë re se këta nanorobotë mund të zbërthejnë matricën jashtëqelizore të tumorit duke rritur lokalisht pH përmes një reaksioni kimik vetëlëvizës. Ky fenomen favorizoi penetrimin më të madh të tumorit dhe ishte i dobishëm në arritjen e akumulimit preferencial në tumor,” shpjegon Meritxell Serra Casablancas, bashkëautorja e parë e studimit dhe studiuese e IBEC.

Kështu, shkencëtarët arritën në përfundimin se nanorobotët përplasen me uroteliumin sikur të ishte një mur, por në tumorin që është më sfungjer, ata depërtojnë në tumor dhe grumbullohen brenda. Një faktor kyç është lëvizshmëria e nanoboteve, e cila rrit gjasat për të arritur tumorin.

Përveç kësaj, sipas Jordi Llop, një studiues në CIC biomaGUNE dhe bashkë-drejtues i studimit, “administrimi i lokalizuar i nanorobotëve që mbartin radioizotopin redukton probabilitetin e gjenerimit të efekteve të padëshiruara dhe akumulimi i lartë në indin e tumorit favorizon radioterapeutikën. efekt.”

“Rezultatet e këtij studimi hapin derën për përdorimin e radioizotopëve të tjerë me një kapacitet më të madh për të nxitur efekte terapeutike, por përdorimi i të cilëve është i kufizuar kur administrohen sistematikisht,” shton Cristina Simó, bashkëautorja e parë e studimit.

Studimi konsolidon rezultatet e mbi tre viteve të përpjekjeve bashkëpunuese ndërmjet institucioneve të ndryshme. Një pjesë e të dhënave rrjedhin nga tezat e doktoraturës së Meritxell Serra dhe Ana Hortelao, të dyja studiuese në grupin Smart nano-bio-pajisje të IBEC, të udhëhequr nga Sánchez. Ai përfshin gjithashtu tezën e Cristina Simó, bashkë-autorja e parë e studimit, e cila kreu kërkimin e saj paradoktoral në Laboratorin e Radiokimisë dhe Imazhe Bërthamore të udhëhequr nga Jordi Llop në CIC biomaGUNE. Ekspertiza e grupit të Esther Julián në UAB në modelin e kafshëve të sëmundjes është një kontribut shtesë. Për më tepër, projekti ka marrë financim nga Këshilli Evropian i Kërkimeve (ERC) dhe Fondacioni “la Caixa”.

Teknologjia që qëndron në themel të këtyre nanorobotëve, të cilat Samuel Sánchez dhe ekipi i tij i kanë zhvilluar për më shumë se shtatë vjet, është patentuar kohët e fundit dhe shërben si themeli për Nanobots Therapeutics, një spin-off i IBEC dhe ICREA i krijuar në janar 2023.

Kompania, e themeluar nga Sánchez, vepron si një urë lidhëse midis kërkimit dhe aplikimit klinik: “Sigurimi i fondeve të forta për spin-off-in është thelbësor për të vazhduar avancimin e kësaj teknologjie dhe, nëse gjithçka shkon mirë, për ta sjellë atë në treg dhe shoqëri. Në qershor, vetëm 5 muaj pas krijimit të Nanobots Tx, ne mbyllëm me sukses raundin e parë të financimit dhe jemi entuziastë për të ardhmen,” thekson Sanchez.

Puna me nanorobotët ka paraqitur një sfidë të rëndësishme shkencore në teknikat e bioimazhit për vizualizimin e këtyre elementeve në inde dhe në vetë tumorin. Teknikave të zakonshme klinike jo-invazive, si PET, u mungon rezolucioni i nevojshëm për të lokalizuar këto grimca shumë të vogla në një nivel mikroskopik. Prandaj, Platforma e Mikroskopisë Shkencore në IRB Barcelona përdori një teknikë mikroskopie duke përdorur një fletë drite lazer për të ndriçuar mostrat, duke lejuar marrjen e imazheve 3D përmes shpërndarjes së dritës gjatë ndërveprimit me indet dhe grimcat.

Pas vëzhgimit se vetë tumori shpërndau një pjesë të dritës, duke gjeneruar ndërhyrje, shkencëtarët zhvilluan një teknikë të re të bazuar në dritën e polarizuar që anulon të gjithë shpërndarjen nga indet e tumorit dhe qelizat. Kjo risi mundëson vizualizimin dhe vendndodhjen e nanorobotëve pa pasur nevojë për etiketim paraprak me teknika molekulare.