Новые биороботы на основе микроводорослей для точечной терапии рака

Исследователи из Китая и Великобритании разработали инновационный метод изготовления микроскопических роботов на основе пористых клеток определённых видов микроводорослей. Эти биороботы способны под воздействием внешних магнитных полей точно доставлять химиотерапевтические препараты к опухолевым тканям, снижая нагрузку на организм пациентов, сообщили в пресс-службе Эдинбургского университета.

По словам учёного Чжоу Чжи из британского университета, основой для создания микроботов служат микроводоросли вида Coscinodiscus granii, отличающиеся дисковидной формой. Их движение внутри человеческого тела можно отслеживать в реальном времени, что позволяет направлять роботов к опухоли и высвобождать лекарство непосредственно в поражённые ткани.

Команда исследователей разработала технологию, направленную на повышение эффективности и безопасности терапии рака мочевого пузыря с помощью микроскопических роботов, способных доставлять препараты непосредственно внутрь опухоли. В основе этих роботов лежат клетки микроводорослей, заполненные наночастицами магнитита, а также противоопухолевым препаратом доксорубицином.

Кроме того, микроструктуры покрыты биодеградируемой полимерной оболочкой, которая закрывает поры в кремниевой структуре водорослей и защищает содержимое до момента достижения опухоли. Такая оболочка позволяет контролировать движение роботов и отслеживать их местоположение внутри организма с помощью внешних магнитных полей и ультразвука.

Для автоматизации процесса Чжоу Чжи и его команда создали нейронную сеть, способную отслеживать положение микрочастиц в органе и управлять их траекторией, обеспечивая максимальную концентрацию препарата в опухоли. Эта система была испытана в лабораторных экспериментах на мышах с моделью рака мочевого пузыря человека.

Результаты показали, что лечение занимает около 30 минут, при этом концентрация лекарства в опухоли увеличивается до десятикратного значения по сравнению с традиционными методами. В течение недели наблюдалось почти полное уменьшение объёма опухоли, что свидетельствует о перспективности применения таких роботов для терапии различных видов рака.

В настоящее время эффективность многих методов лечения злокачественных опухолей ограничена из-за трудности проникновения лекарств в опухолевую массу. Это вынуждает учёных увеличивать дозы препаратов до опасных для жизни уровней или искать альтернативные способы их доставки. Особенно остро эта проблема стоит при лечении рака мочевого пузыря, когда требуется введение больших доз лекарства в органы пациента, что осложняет терапию и вызывает серьёзные побочные эффекты.