Een nieuwe studie gepubliceerd in het prestigieuze tijdschrift Nature Nanotechnology, getiteld “Urea-Powered Nanorobots in Blaaskankertherapie”, onthult hoe een team van onderzoekers met succes de grootte van blaastumoren bij muizen met 90% heeft verkleind met een enkele dosis ureum-aangedreven nanorobots.
Hoewel dit ooit alleen in films te zien was, zoals in de klassieke sciencefictionfilm uit 1966 “Fantastic Voyage”, waarin speciale effecten werden gebruikt om een reis door het menselijk lichaam te simuleren, is deze therapie nu geen sciencefiction meer.
Studies op muizen, uitgevoerd door wetenschappers van het Catalaanse Instituut voor Bio-ingenieurswetenschappen in Spanje, laten zien hoe deze kleine nanomachines worden aangedreven door ureum aanwezig in urine en nauwkeurig naar de tumor navigeren, waarbij ze deze aanvallen met behulp van een radio-isotoop die op hun oppervlak wordt gedragen. Blaaskanker heeft een van de hoogste incidentiepercentages ter wereld en staat op de vierde plaats wat betreft tumorfrequentie bij mannen. Ondanks het relatief lage sterftecijfer, komt bijna de helft van de blaastumoren binnen vijf jaar terug, wat constante monitoring van de patiënt vereist. Frequente ziekenhuisbezoeken en de noodzaak van meerdere behandelingen maken dit type kanker een van de duurste om te genezen.
Terwijl de huidige behandelmethoden die directe geneesmiddelenafgifte aan de blaas omvatten, een hoog overlevingspercentage tonen, blijft hun therapeutische effectiviteit laag. Een veelbelovend alternatief is het gebruik van nanoparticles die in staat zijn om geneesmiddelen rechtstreeks naar de tumor te brengen, vooral nanorobots of nanoparticles met de mogelijkheid om zichzelf voort te bewegen binnen het lichaam.
Deze kleine nanomachines bestaan uit een poreuze siliciumbol. Hun oppervlak draagt verschillende componenten met specifieke functies, waaronder het enzym urease, dat reageert met het ureum in urine en de nanorobot in staat stelt zich voort te bewegen. Een andere belangrijke component is radioactief jodium, een radio-isotoop dat veel wordt gebruikt bij lokale tumorenbehandeling.
De resultaten wijzen op een veelbelovende nieuwe therapie voor tumoren. Het onderzoek, uitgevoerd in samenwerking met het Vall d’Hebron Instituut voor Oncologie (VHIO) en de Autonome Universiteit van Barcelona, opent de weg voor innovatieve methoden voor de behandeling van blaaskanker die tot doel hebben de ziekenhuisopname te verkorten, de kosten te verlagen en meer comfort te bieden aan de patiënten. “We hebben een afname van 90% in tumorgrootte waargenomen in een geval. Dit is veel efficiënter gezien patiënten met dit type tumor doorgaans tussen de zes en veertien ziekenhuisbezoeken hebben met de huidige behandelmethoden. Deze behandelaanpak zou de efficiëntie verhogen door de ziekenhuisopnametijd en behandelingskosten te verminderen,” legt professor Samuel Sánchez uit, van het Catalaanse Instituut en leider van de studie. De volgende stap, die al aan de gang is, is bepalen of tumoren terugkeren na de behandeling.
In eerdere studies hebben wetenschappers bevestigd dat het zelfvoortbewegende vermogen van nanorobots hen in staat stelt om alle blaaswanden te bereiken. Deze eigenschap is veel beter dan de huidige procedure, waarbij de patiënt elke halve uur van positie moet veranderen na de directe toediening van de behandeling aan de blaas om ervoor te zorgen dat het geneesmiddel alle wanden bereikt.
De nieuwste studie gaat nog een stap verder, door niet alleen de mobiliteit van nanoparticles in de blaas te laten zien, maar ook hun specifieke ophoping in de tumor. Dit werd bereikt door verschillende technieken, waaronder positronemissietomografie (PET) beeldvorming van muizen en microscopische beeldvorming van weefselmonsters genomen na de studie. De laatste werd vastgelegd met behulp van een fluorescentiemicroscopie-systeem dat speciaal voor dit project is ontwikkeld aan het Vall d’Hebron Instituut voor Oncologie. Het systeem scant verschillende lagen van de blaas en maakt 3D-reconstructie mogelijk, waardoor de waarneming van het hele orgaan mogelijk is.
“Het innovatieve optische systeem dat we hebben ontwikkeld, stelt ons in staat om licht gereflecteerd door de tumor zelf te elimineren, waardoor we de nanoparticles door het hele orgaan kunnen identificeren en lokaliseren zonder voorafgaande labeling op een buitengewone resolutie. We hebben gezien dat de nanorobots niet alleen de tumor bereiken, maar ook binnendringen, waardoor de werking van de radio-isotoop wordt verbeterd,” legt Julien Colombelli uit, leider van het geavanceerde digitale microscopieplatform aan het Vall d’Hebron Instituut voor Oncologie.
Het begrijpen waarom nanorobots de tumor kunnen binnendringen is uitdagend omdat ze geen specifieke antilichamen hebben om de tumor te herkennen en kankerweefsel meestal harder is dan gezond weefsel. “Maar we hebben gezien dat deze nanorobots de extracellulaire matrix van de tumor kunnen afbreken, waardoor de pH lokaal wordt verhoogd door een zelfvoortgestuwde chemische reactie. Dit fenomeen bevordert de grotere tumorpenetratie en heeft een gunstige invloed op het bereiken van de tumorophoping,” legt Meritxell Serra Casablancas uit, medeauteur van de studie en onderzoeker aan het Instituut voor Bioengineering of Catalonia.
Het team concludeerde dat de nanorobots botsen met het urotheel als een muur, maar in het geval van de sponsachtige tumor dringen ze door en hopen zich op aan de binnenkant. Mobiliteit is de belangrijkste factor die de kans vergroot om de tumor te bereiken. Onze resultaten openen de deur voor het gebruik van andere radio-isotopen met een groter vermogen om therapeutische effecten te induceren, die beperkt zijn bij systemische toediening.
Veelgestelde vragen
The source of the article is from the blog qhubo.com.ni