Tumori koji putuju do pluća, ili metastaze u plućima, predstavljaju veliki izazov u oblasti lečenja raka.
Konvencionalna hemoterapija često ne uspe jer je neefikasna. Ne cilja direktno na pluća i ne akumulira se u dovoljno visokoj koncentraciji da ubije tumore.
Naučnici iz laboratorije Vang i istraživačke grupe Zhang vođeni Zhengking Lijem na Univerzitetu Kalifornije u San Dijegu proveli su proteklih pet godina razvijajući biohibridne mikrorobote, male predmete napravljene od prirodnih i sintetičkih materijala, koji se mogu koristiti u medicini.
U nedavno objavljenom istraživanju, napravili su biohibridni mikrorobot zasnovan na zelenim mikroalgama koji može da isporuči hemoterapiju direktno u pluća i leči metastaze u plućima.
Sintetički mikroroboti su obično napravljeni od čvrstih metalnih ili polimernih struktura koje je teško proizvesti. Oni ne mogu da pristupe određenim organima i tkivima i mogu biti toksični za ljude.
Mikroalge prevazilaze ove brige. Kao prvo, mikroalge se mogu kretati autonomno koristeći dodatak nalik na dlake koji se zove flagele da se probijaju kroz organe kao što su pluća. One su manje toksične u poređenju sa drugim mikroorganizmima. Takođe su jeftinije i lakše za proizvodnju.
Biohibridni mikrorobot – nazvan alge-NP(DOKS)-robot – kombinuje mikroskopske, žive zelene mikroalge koje se obično koriste u farmaciji, Chlamidomonas reinhardtii, sa nanočesticama obloženim membranama crvenih krvnih zrnaca.
Ćelijske membrane deluju kao prirodna „kamuflaža“ kako bi poboljšale biokompatibilnost mikrorobota i sprečile da ga napadne imuni sistem pacijenta. Unutar nanočestica nalazi se uobičajen tip hemoterapijskog leka koji se zove doksorubicin.
Testirali su mikrorobote zasnovane na algama na miševima sa metastazama u plućima. Davanjem ovih mikrorobota zasnovanih na algama kroz traheju, mogli su da transportuju lek direktno u pluća i minimiziraju neželjene efekte na druge organe.
Jednom u plućima, mikrorobot baziran na algi mogao je da pliva i distribuira lek po plućnom tkivu. Takođe bi mogao da izbegne uništavanje imunih ćelija u plućima, omogućavajući da se lek postepeno oslobađa iz nanočestica.
U poređenju sa slobodnim lekovima i statičkim nanočesticama napunjenim lekovima koje ne mogu da se kreću same, biohibridni mikroroboti su se akumulirali u većim koncentracijama i duže su se zadržavali u plućima.
Efikasnijom isporukom hemoterapije obolelim plućnim tkivima, biohibridni mikroroboti su značajno poboljšali terapijske rezultate smanjivanjem tumora pluća i produženjem preživljavanja lečenih miševa.
Miševi tretirani mikrorobotima baziranim na algama doživeli su 40% povećanje srednjeg vremena preživljavanja, produžavajući preživljavanje sa 27 na 37 dana.
Imunske ćelije na kraju razgrađuju mikrorobote na netoksične komponente i potpuno ih uklanjaju iz tela.
Nalazi pokazuju da biohibridni mikroroboti predstavljaju moćan pristup u isporuci lekova u pluća za lečenje plućnih bolesti.
Ranije su koristili mikrorobotsku platformu zelenih mikroalgi za lečenje akutne upale pluća. Sada se fokusiraju na lečenje drugih izazovnih bolesti povezanih sa plućima, kao što su cistična fibroza i idiopatska plućna fibroza.
Takođe rade na izgradnji načina da efikasnije i neinvazivno isporuče biohibridne mikrorobote. Integrisanje dodatnih strategija kontrole pokreta, kao što su magnetno vođenje ili ultrazvučno zarobljavanje, moglo bi povećati akumulaciju leka na određenim ciljnim mestima u telu.
Proći će neko vreme pre nego što se biohibridni mikroroboti pojave u klinici. Ali generalno, kombinovanje živih mikroalgi sa nanočesticama obloženim ćelijskom membranom za isporuku lekova može pomoći u postavljanju temelja za bioinženjering tretmane raka.
