Наноботи можуть бути ключем до боротьби з раком сечового міхура

Нове дослідження досліджує використання наноботів для ефективнішого розподілу ліків, що знищують пухлини, серед пацієнтів. Дослідники використовували крихітні самохідні машини, які могли проникати глибше в пухлини сечового міхура порівняно з сучасними методами. Результати можуть мати значний вплив на подальше лікування. Ось усе, що вам потрібно знати.

Рак сечового міхура

Рак сечового міхура є однією з провідних причин смерті у світі. Нещодавнє дослідження Американського онкологічного товариства прогнозує, що лише у 82 році рак сечового міхура буде діагностовано приблизно у 2023 тисяч людей. З тих, кому буде поставлено діагноз, близько 16.5 тисяч не переживуть це випробування. Таким чином, легко зрозуміти, чому докладаються значні зусилля для того, щоб допомогти зменшити кількість людей, які захворіють на рак сечового міхура в найближчі роки.

Основними причинами раку сечового міхура є куріння, вплив канцерогенів на робочому місці, харчові фактори, гени, вплив дизельних вихлопів і радіотерапія. Примітно, що близько 75% підтверджених пухлин раку сечового міхура не є м’язово інвазивними, тобто рак локалізується лише у внутрішньому шарі клітин.

Поточне лікування

Сучасні методи лікування раку сечового міхура є ефективними та безпечними. Однак вони залишають багато можливостей для вдосконалення. Найпоширеніша процедура передбачає введення ліків безпосередньо в сечовий міхур. Проблема лікування сечового міхура на відміну від інших органів полягає в тому, що воно призначене для постійного виведення токсинів із сечею.

Така сеча, у поєднанні з осадженням, призводить до низької терапевтичної ефективності. Лікам може бути важко повністю дифундувати в середовищі, багатому на сечу, яке постійно обмінюється рідинами, щоб залишатися чистим. Крім того, важко доставити ліки в усі куточки сечового міхура, що призводить до того, що деякі клітинні шари залишаються необробленими.

Ці необроблені клітини можуть стати майбутніми пухлинами та призвести до того, що пацієнту доведеться пройти численні процедури та моніторинг, щоб забезпечити ефективність протягом наступних 5 років після лікування. На щастя, дослідники витратили багато років на те, щоб знайти найкращий спосіб доставки цих життєдайних ліків, і ця остання розробка демонструє величезний потенціал.

Дослідження наноботів

Дослідження"Наноботи з уреазою для радіонуклідної терапії раку сечового міхура,” було опубліковано в Nature Nanotechnology. У статті вчені обговорюють використання радіоактивно мічених мезопористих кремнеземних наноботів на основі уреази для покращення процедур лікування раку сечового міхура. Зокрема, інженери хотіли побачити, як наночастинки проникають крізь стінки сечового міхура та розсіюються по органах.

Джерело – Bioengineering of Catalonia (IBEC) і CIC biomaGUNE.

Наномашини

Наноботи, які використовуються в цьому експерименті, мають форму пористих сфер. Вони виготовлені з діоксиду кремнію та призначені для самостійного руху під час впливу білка уреази, який міститься в сечі. Дослідники спостерігали, як наночастинки кремнезему (MSNP) рухаються навколо органу, досягаючи найглибших куточків. Зокрема, наноботи рухаються за допомогою аміаку та CO2, що утворюються в результаті асиметричного розкладання уреази навколо пристрою.

Перевірити

У фазі тестування брали участь дві лабораторні миші, як в природних умовах, так і в екс-віво. Обидві миші страждали на пухлини раку сечового міхура, розташовані глибоко в їхніх органах. Дослідники вводили наночастинки безпосередньо пацієнтам, щоб команда могла вивчити маневреність наночастинок та їх накопичення в органі. Примітно, що мишей змушували змінювати положення кожні 30 хвилин, щоб забезпечити рівномірне розподілення по всьому органу. Ось що було з'ясовано.

Тести на мишах

Для вивчення рівня проникнення, досягнутого наночастинками, використовували тести на мишах. Для виконання цього завдання команда використовувала наноботів із радіоактивним йодом. Команда покладалася на зображення із застосуванням йоду-131 і позитронно-емісійної томографії (ПЕТ), щоб точно побачити, які шари були оброблені.

Оптична система

Інженери створили нову систему флуоресцентної мікроскопії, розроблену в IRB Barcelona. Цей новий процес оптичного тестування забезпечує поглиблену 3D-модель, що демонструє рівні проникнення по всьому органу. Зокрема, система, яка використовує оптичний контраст без міток, заснований на поляризаційно-залежній мікроскопії розсіяного світла очищених сечових міхурових міхурових шарів, спростила процес. Вона усуває світло, яке зазвичай заломлюється печінкою, що значно полегшило підтвердження руху наночастинок.

Результати

Результати тесту відкрили очі. Новий процес зміг досягти набагато кращого розсіювання та проникнення порівняно з традиційними методами. Зокрема, одноразова доза нанороботів, що переносять радіонукліди, що працюють на сечовині, успішно зменшила розмір пухлин у піддослідних на 90%. Цікаво, що команда виявила, що наноботи змогли зруйнувати стінку сечового міхура та позаклітинну стінку пухлини, змінюючи рівень Ph.

Переваги

Нове дослідження раку сечового міхура має кілька переваг. По-перше, він демонструє покращені можливості дифузії та змішування. Таким чином, це робить лікування більш ефективним. Самохідні наноботи можуть проникати в сечовий міхур і поширюватися по ньому, використовуючи сечу як каталізатор, створюючи більш ефективний підхід.

Стінка пухлини Пірс

Завдяки новому процесу наноботи стикаються з уротелієм. У минулому цей процес знижував ефективність процедур, оскільки стінка перешкоджала проникненню великої кількості ліків. Нове дослідження показало, що більшого проникнення в пухлину було досягнуто, оскільки наноботи притягувалися до губчастішої поверхні сечового міхура та легко проникали в неї.

Одноразове лікування

Традиційне лікування раку сечового міхура може вимагати в середньому 6-14 госпіталізацій. Багато методів лікування можуть включати інвазивну хірургію, що негативно впливає на пацієнта. Ці візити додають до загального часу, витраченого на лікування цієї небезпечної для життя хвороби. Процес лікування наночастинками обіцяє звести це лікування до одного візиту, звільняючи вкрай необхідний час і ресурси для медичних працівників і пацієнтів.

Скорочені витрати

Рак сечового міхура є одним із найдорожчих захворювань у світі для лікування. У середньому пацієнт може витратити від 40 до 190 тисяч доларів на лікування цього захворювання. З цих витрат 60% йде на повторне лікування. Відповідно до дослідження, проведеного компанією «Економічні аспекти раку сечового міхура: які переваги та витрати?», регулярні витрати на ліки можуть досягати 800 доларів на місяць.

Новий процес значно скорочує час і витрати на госпіталізацію та лікування. Важливо, що наноботи не потребують стільки моніторингу та подальшого спостереження, оскільки вони ефективніше лікують усі шари сечового міхура. Усунення цих інфікованих кишень гарантує, що в майбутньому не виникнуть ускладнення, які можуть виникнути через повторну активність залишків ракових клітин.

Ефективність

Ще одна значна причина, чому цей новий метод може бути майбутнім, полягає в тому, що він значно підвищує ефективність. Медичні працівники можуть використовувати нижчі дози, що означає менше побічних ефектів для пацієнтів і вищі показники лікування. Дослідження доводить, що лікування за допомогою наноботів набагато ефективніше, ніж стратегії пасивного введення ліків.

Дослідники

Кілька дослідницьких груп під керівництвом Інституту біоінженерії Каталонії (IBEC) і CIC Imagine взяли участь у цьому дослідженні. Головним дослідником проекту був Самуель Санчес, доктор філософії, професор-дослідник ICREA. Співкерівником статті є Джорді Ллоп, доктор філософії, дослідник CIC biomaGUNE. Примітно, що також брали участь дослідники з Автономного університету Барселони (UAB).

Дві компанії, які можуть отримати користь від цього дослідження

Багато претендентів у секторі охорони здоров’я могли б застосувати результати цього дослідження, щоб забезпечити більш ефективне та дешевше лікування пацієнтів. Ці компанії займають непохитні позиції на ринку і в минулому часто впроваджували нові стратегії та методи. Таким чином, вони могли б легко інтегрувати наноботів у свої майбутні пропозиції та отримати багато переваг від додавання.

1. ImmunityBio

(IBRX )

ImmunityBio вийшов на ринок у 2014 році. Його заснував доктор Патрік Сун-Шіонг для надання передової допомоги та лікування раку та інфекційних захворювань. Компанії вдалося зайняти нішу на ринку біотехнологій на клінічній стадії завдяки її новаторським зусиллям, які включають те, що вона стала однією з небагатьох публічних компаній, які отримали схвалення FDA для своїх нових методів лікування раку сечового міхура.

Найпопулярніша пропозиція фірми, ANKTIVA, зараз покривається більшістю страхових компаній. Це схвалення та підтримка з боку страхового сектору вивели ImmunityBIO на вершину галузі з точки зору потенційного зростання. Примітно, що акції IBRX зазнали деяких падінь за останній рік, і компанія заявила про збитки в розмірі 1 мільйона доларів минулого року.

Багато трейдерів вважають цю втрату тимчасовою, і кілька аналітиків прогнозують, що акції отримають значне зростання, оскільки компанія представляє нові методи лікування сечового міхура та ліки, які вона досліджувала та розробляла протягом останніх кількох років. Інтеграція нанотехнологій у їхні стратегії може збільшити прибуток на нові висоти за рахунок зниження витрат і підвищення ефективності при менших дозах.

2. Amgen Inc.

(AMGN )

Amgen — ще один передовий постачальник медичних послуг, який зосереджується на лікуванні раку. Компанія має декілька продуктів, які допомагають хворим на серцево-судинні захворювання, онкологію/гематологію, запалення, неврологічні розлади, здоров’я кісток і нефрологію. Його широке охоплення допомогло фірмі стати одним із найактивніших постачальників лікування.

Amgen найбільш відомий завдяки своїй біспецифічній терапії T-cell Engager (BiTE), Blincyto. Ця терапія отримала схвалення FDA і зараз використовується тисячами пацієнтів, які лікують лейкемію та лімфому. У майбутньому компанія може використовувати метод доставки наноботів, щоб розширити свої пропозиції та покращити результати.

Примітно, що Amgen продовжує розширювати свої пропозиції та технології. Нещодавно компанія відкрила завод з біовиробництва та співпрацює зі спеціалістом зі штучного інтелекту Nvidia, щоб інтегрувати цю технологію у свої процеси. Примітно, що системи штучного інтелекту відіграли важливу роль у зниженні витрат на пошук ліків у всіх сферах, і вони вважаються позитивними для торговців.

Майбутнє лікування раку сечового міхура

Майбутнє для тих, хто страждає на рак сечового міхура, виглядає яскравим. Незважаючи на те, що хвороба все ще забирає тисячі життів щороку, успіхи, досягнуті в дослідженні та розробці ефективних методів лікування, демонструють майбутнє, де інфіковані люди матимуть легший доступ до лікування. Крім того, ці методи лікування будуть менш інвазивними. Ось деякі інші цікаві футуристичні тенденції, які можуть вплинути на лікування раку сечового міхура в майбутньому.

3D друковані органи

Сектор 3D-друку досяг певних успіхів на ринку медицини за останні 5 років. Сьогодні існують 3D-принтери, які здатні друкувати біоматеріали. Мета полягає в тому, щоб незабаром мати можливість повністю 3D-друкувати органи. Ці друковані органи можуть покращити життя мільйонів людей, які зараз потребують лікування.

Крім того, NASA та інші космічні агентства розглядають органи, надруковані на 3D, як важливий компонент подорожей у глибокий космос. Ці пристрої будуть використовуватися як варіанти з невеликою вагою для майбутніх дослідників космосу, які, швидше за все, будуть подорожувати в один кінець під час перших подорожей.

А. І. Онкологія

Ще однією важливою подією на ринку є подальша інтеграція систем ШІ. Ці системи використовуються майже в усіх аспектах ринку. У світі існують системи ШІ, які можуть діагностувати, лікувати та запобігати раку краще, ніж старі варіанти. Ці процедури стануть лише кращими, оскільки моделі штучного інтелекту вдосконалюватимуться протягом наступних місяців.

Рак сечового міхура – ​​наші дні полічені

Завжди вражає, коли бачиш, як наноботи використовуються для покращення здоров'я. Ці крихітні пристрої іноді отримують погану репутацію як потенційно непереможні міні-роботи, але реальність зовсім інша. Ці крихітні пристрої відкривають двері до більш здорового та відстежуваного способу життя. Таким чином, дослідження, представлені в цьому дослідженні, можуть прокласти шлях до майбутнього зі значно меншою кількістю смертей від раку.

Дізнайтеся про іншу класну робототехніку проектів зараз.