Labmedya - Laboratuvar ve Sağlık Gazetesi

California San Diego Üniversitesi'nde geliştirilen mikrobotlar, biyoloji ve nanoteknolojinin bir araya gelerek oluşturduğu çözüm. Bu çalışma, UC San Diego Jacobs Mühendislik Okulu'ndaki Aiiso Yufeng Li Kimya ve Nanoteknoloji Bölümü'nde görevli Profesör Joseph Wang ve Liangfang Zhang'ın laboratuvarlarının ortaklaşa yürüttüğü bir proje.

Mikrobotları oluşturmak için araştırmacılar, ilaç dolu nanopartikülleri yeşil alg hücrelerinin yüzeyine kimyasal olarak bağladılar. Mikrobotlara hareket kabiliyeti kazandıran algler, nanopartiküllerin akciğerlerde etkin bir şekilde yüzmelerini ve tedavi edici yüklerini tümörlere ulaştırmalarını sağlıyor.

Nanopartiküller, kemoterapi ilacı doksorubisin ile yüklenmiş ve kırmızı kan hücresi zarlarıyla kaplanmış küçük, biyolojik olarak parçalanabilir polimer kürelerden oluşuyor. Bu kaplama kritik bir işleve sahip: Nanopartikülleri bağışıklık sisteminden koruyarak, anti-tümör etkilerini gösterecek kadar uzun süre akciğerlerde kalmalarına izin veriyor. Araştırmanın ortak ilk yazarı olan ve Wang ile Zhang'ın araştırma gruplarında bulunan nano mühendisliği doktorası öğrencisi Zhengxing Li, "Bu bir kamuflaj görevi görüyor" diyor. "Bu kaplama, nanopartikülü vücuttan bir alyuvar gibi gösteriyor, böylece bağışıklık tepkisi oluşmuyor."

Kırmızı kan hücresi membranlarıyla kaplanmış ilaç dolu nanopartiküllerle (turuncu) kaplı bir alg hücresinden (yeşil) yapılmış bir mikrorobotun renkli SEM görüntüsü. Ölçek çubuğu: 2 µm.

Araştırmacılar, nanopartikül taşıyan bu alg formülasyonunun güvenli olduğunu belirtti. Nanopartiküllerin yapımında kullanılan malzemeler biyouyumlu ve kullanılan yeşil alg olan Chlamydomonas reinhardtii, ABD Gıda ve İlaç Dairesi tarafından kullanım için güvenli olarak sınıflandırılıyor.

Bu çalışma, Wang ve Zhang'ın ekiplerinin farelerde ölümcül zatürreyi tedavi etmek için benzer mikrobotları kullandıkları önceki çalışmalar üzerine inşa edilmiştir. "Bunlar, canlı hayvanların akciğerlerinde güvenli bir şekilde test edilen ilk mikrobotlardı" diyor Wang.

Önceki çalışmalarda, mikrobotlar, nanopartiküller için farklı bir ilaç ve hücre zar kombinasyonu kullanarak zatürreye neden olan bakterilerin yayılmasıyla mücadele etti. Ekip, bu bileşenleri微调 (wēi tiáo - ince ayar) ederek, mikrobotları akciğerlerdeki kanser hücrelerinin yayılmasıyla savaşacak şekilde uyarladı. Zhang, "Bunun, akciğerlerdeki ölümcül hastalıklarla mücadele etmek için aktif ve verimli bir şekilde terapötikler sunabilen bir platform teknolojisi olduğunu gösteriyoruz" diyor.

Akciğerlerdeki metatstatik tümörleri tedavi etmek için soluk borusu yoluyla uygulanan mikrorobotların gösterimi.

Mevcut çalışmada, akciğerlerine melanoma metastazı yapmış fareler, soluk borusuna yerleştirilen küçük bir tüp aracılığıyla akciğerlere uygulanan mikrobotlarla tedavi edildi. Tedavi edilen farelerin ortalama yaşam süresi 37 gün oldu. Bu süre, tedavi edilmeyen farelerde ve sadece ilacı veya alg içermeyen ilaç dolu nanopartikülleri alan farelerde gözlenen 27 günlük ortalama yaşam süresinden daha uzun.

Li, "Mikrobotların aktif yüzme hareketi, ilacı derin akciğer dokusuna dağıtımı önemli ölçüde iyileştirirken, tutunma süresini uzattı" diyor. "Bu gelişmiş dağıtım ve uzatılmış tutunma süresi, potansiyel olarak yan etkileri azaltırken yüksek hayatta kalma etkinliğini koruyarak, gerekli ilaç dozunu düşürmemizi sağladı."

Gelecekte ekip, bu mikrobot tedavisini daha büyük hayvanlarda yapılan denemelere taşımak için çalışıyor ve nihai hedefleri insan klinik deneyleri.