Легионы нанороботов точно атакуют раковые опухоли

Исследователи из Политехнической школы Монреаля, Монреальского университета и Университета Макгилла совершили прорыв в онкологии. Они создали новых нанороботических агентов, способных перемещаться по кровотоку для точного введения лекарства, нацеливаясь на активные раковые клетки опухолей. Такой способ доставки обеспечивает оптимальное воздействие на опухоль, не ставя под угрозу целостность органов и окружающих здоровых тканей. В результате дозу препарата, высокотоксичную для организма, можно значительно снизить.

Это научное достижение опубликовано в престижном журнале Nature Nanotechnology в статье "Магнито-аэротактические бактерии доставляют нанолипосомы с лекарством в гипоксические области опухолей". В статье описаны результаты успешных испытаний на мышах с колоректальными опухолями.

"Эти легионы нанороботических агентов фактически состояли из более чем 100 миллионов жгутиковых — а значит, самодвижущихся — бактерий, нагруженных лекарством. Они двигались по самому прямому пути между точкой инъекции и областью тела, требующей лечения", — объясняет профессор Сильвен Мартель, руководитель работ. "Силы движения хватило, чтобы эффективно перемещаться и проникать глубоко внутрь опухолей".

Попав в опухоль, нанороботические агенты могут полностью автономно обнаруживать обеднённые кислородом участки опухоли (гипоксические зоны) и доставлять туда препарат. Эти зоны возникают из-за интенсивного потребления кислорода быстро размножающимися опухолевыми клетками. Известно, что гипоксические зоны устойчивы к большинству методов лечения, включая радиотерапию.

Однако проникновение в опухоли по путям размером с эритроцит и через сложные физиологические микроокружения — сложная задача. Профессор Мартель и его команда использовали для этого нанотехнологии.

Бактерии с компасом

Для перемещения бактерии, использованные командой профессора Мартеля, полагаются на две естественные системы. Своего рода "компас", созданный синтезом цепочки магнитных наночастиц, позволяет им двигаться в направлении магнитного поля, а сенсор, измеряющий концентрацию кислорода, даёт возможность достигать и оставаться в активных областях опухоли. Используя эти две транспортные системы и подвергая бактерии воздействию управляемого компьютером магнитного поля, исследователи показали, что эти бактерии могут идеально воспроизводить работу искусственных нанороботов будущего, предназначенных для таких задач.

"Это инновационное использование нанотранспортеров повлияет не только на создание более совершенных инженерных концепций и оригинальных методов вмешательства, но и широко открывает дверь для синтеза новых средств доставки терапевтических, визуализирующих и диагностических агентов", — добавляет профессор Мартель. "Химиотерапия, столь токсичная для всего организма, могла бы использовать этих естественных нанороботов для доставки лекарств непосредственно в целевую область, устраняя вредные побочные эффекты и одновременно повышая терапевтическую эффективность".