Microrobots de algas minúsculas podem transformar o tratamento do câncer de pulmão: WebCuriosos
Tumores que viajam para os pulmões, ou metástases pulmonaresrepresente um desafio formidável no domínio do tratamento do câncer.
Quimioterapia convencional muitas vezes fica aquém Porque é ineficiente. Ele não tem como alvo diretamente os pulmões e se acumula em uma concentração alta o suficiente para matar tumores.
Meus colegas e eu do Wang Lab e Grupo de Pesquisa Zhang Na Universidade da Califórnia, San Diego passou os últimos cinco anos desenvolvendo Microrobots bio -híbridospequenos objetos feitos de materiais naturais e sintéticos, que podem ser usados na medicina.
Em nossa pesquisa recém -publicada, fizemos um microrobot de bio-híbrido à base de microalgas verdes Isso pode fornecer quimioterapia diretamente ao pulmão e tratar metástases pulmonares.
Entrega de medicamentos de algas
Microrobots sintéticos são normalmente feitos de estruturas metálicas ou poliméricas rígidas que são difíceis de fabricar. Eles não conseguem acessar certos órgãos e tecidos e podem ser tóxicos para os seres humanos.
As microalgas superam essas preocupações. Por um, Microalgas podem se mover autonomamente Usando um apêndice de cabelo chamado flagelos para se impulsionar através de órgãos como os pulmões. Eles são menos tóxico comparado com outros microorganismos. Eles também são mais barato e mais fácil de produzir.
Nosso microrobot bio -híbrido – chamado Algae-NP (DOX) -Robot – Combina microalgas verdes microscópicas, comumente usadas em produtos farmacêuticos, Chlamydomonas Reinhardtiicom nanopartículas revestidas com membranas de glóbulos vermelhos.
As membranas celulares atuam como uma “camuflagem” natural para melhorar a biocompatibilidade do microrrobot e impedir que ela seja atacada pelo sistema imunológico do paciente. Dentro das nanopartículas é um tipo comum de medicamento quimioterápico chamado doxorrubicina.
Testamos nossos microbots à base de algas em camundongos com metástases pulmonares. Ao administrar esses microbots à base de algas através da traquéia, poderíamos transportar o medicamento diretamente para os pulmões e minimizar os efeitos colaterais para outros órgãos.
Uma vez nos pulmões, nosso microrobot baseado em algas poderia nadar e distribuir o medicamento através do tecido pulmonar. Também poderia evitar a destruição por células imunes nos pulmões, permitindo que o medicamento seja gradualmente liberado das nanopartículas.
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Comparados com medicamentos livres e nanopartículas estáticas carregadas com drogas que não podem se mover por conta própria, nossos microrobôs bio-híbridos se acumularam em maiores concentrações e foram retidos por mais tempo nos pulmões.
Ao fornecer mais efetivamente quimioterapia a tecidos pulmonares doentes, nossos microrobots bio -híbridos melhoraram significativamente os resultados terapêuticos, diminuindo os tumores pulmonares e estendendo a sobrevivência dos camundongos tratados.
Os ratos tratados com nossos microbots à base de algas sofreram um aumento de 40% no tempo médio de sobrevivência, estendendo a sobrevivência de 27 a 37 dias.
As células imunológicas acabam quebrando os microbots em componentes não tóxicos e as removem completamente do corpo.
Tratamentos de bioengenharia
Nossas descobertas mostram que os microrobôs bio -híbridos apresentam uma abordagem poderosa para fornecer medicamentos aos pulmões para tratar doenças pulmonares.
Anteriormente, usamos nossa plataforma de microalgas verdes para tratar pneumonia pulmonar aguda. Agora estamos nos concentrando no tratamento de outras doenças desafiadoras relacionadas ao pulmão, como fibrose cística e fibrose pulmonar idiopática.
Também estamos trabalhando na construção de uma maneira de entregar de maneira mais eficaz e invasiva de nossos microrobôs bio -híbridos. Integrar estratégias adicionais de controle de movimento, como Orientação magnética ou captura de ultrassompoderia melhorar a acumulação de medicamentos em locais alvo específicos no corpo.
Levará algum tempo até que nossos microrobôs bio -híbridos apareçam na clínica. Mas, no geral, a combinação de microalgas vivas com nanopartículas revestidas com membrana celular para fornecer medicamentos pode ajudar a estabelecer as bases para tratamentos com câncer de bioengenharia.
Zhengxing liPh.D. Candidato em ciência e engenharia de materiais, Universidade da Califórnia, San Diego
Este artigo é republicado de A conversa sob uma licença Creative Commons. Leia o Artigo original.
