ربات های جلبکی کوچک می توانند درمان سرطان ریه را متحول کنند

تومورهایی که به ریه ها گسترش می یابند یا متاستازهای ریوی، چالش بزرگی در درمان سرطان هستند.

شیمی درمانی معمولی به دلیل بی اثر بودن اغلب برای مدت کوتاهی کار می کند. زیرا مستقیماً ریه ها را هدف نمی گیرد و در غلظت کافی برای کشتن تومورها تجمع می یابد.

محققان آزمایشگاه وانگ و گروه تحقیقاتی ژانگ در UCLA پنج سال گذشته را صرف توسعه کرده اند. بیوروباتیک هیبریدی دارد. اشیاء کوچک ساخته شده از مواد طبیعی و مصنوعی که می توان از آنها در پزشکی استفاده کرد.

در مقاله‌ای که اخیراً منتشر شده، آن‌ها یک میکروربات بیوهیبرید بر پایه ریزجلبک‌های سبز ایجاد کردند که می‌تواند شیمی‌درمانی را مستقیماً به ریه برساند و متاستازهای ریه را درمان کند.

تولید داروی جلبک

میکروربات‌های مصنوعی معمولاً از ساختارهای فلزی یا پلیمری سفت و سخت ساخته می‌شوند که ساخت آن‌ها دشوار است. آنها قادر به رسیدن به اندام ها و بافت های خاصی نیستند و می توانند برای انسان سمی باشند.

اما ریزجلبک ها بر این نگرانی ها غلبه می کنند. به عنوان مثال، ریزجلبک‌ها می‌توانند به طور مستقل با استفاده از تاژک‌ها حرکت کنند تا خود را از طریق اندام‌هایی مانند ریه‌ها به حرکت درآورند. در مقایسه با سایر میکروارگانیسم‌ها، سمی کمتر، ارزان‌تر و تولید آسان‌تر است.

میکروربات زیستی این تیم – به نام ربات Algae-NP(DOX) – یک جلبک سبز میکروسکوپی زنده است که معمولاً در داروسازی استفاده می شود. این ربات Chlamydomonas Reinhardtii را با نانوذرات پوشش داده شده در غشای گلبول قرمز ترکیب می کند.

غشاهای سلولی به عنوان یک استتار طبیعی عمل می کنند تا زیست سازگاری میکروربات را افزایش داده و از حمله سیستم ایمنی بیمار به آن جلوگیری کنند. در داخل نانوذرات یک نوع رایج داروی شیمی درمانی به نام وجود دارد دوکسوروبیسین آنجا.

آزمایش میکروربات های مبتنی بر جلبک بر روی نمونه های حیوانی

این تیم از محققان میکروربات های مبتنی بر جلبک خود را بر روی موش های مبتلا به متاستاز ریه آزمایش کردند. با استفاده از این میکروربات‌های مبتنی بر جلبک ترانس، داروها را می‌توان مستقیماً به ریه‌ها رساند و عوارض جانبی را بر سایر اندام‌ها کاهش داد.

وقتی ربات مبتنی بر ریزجلبک ها در ریه ها قرار می گیرد، می تواند شنا کند و دارو را در بافت ریه توزیع کند. همچنین می تواند از زوال سلول های ایمنی در ریه ها جلوگیری کند و به دارو اجازه دهد به تدریج از نانوذرات آزاد شود.

در مقایسه با داروهای رایگان و نانوذرات ساکن که نمی‌توانند خود به خود حرکت کنند، میکروربات‌های بیوهیبرید در غلظت‌های بالاتر تجمع می‌کنند و برای مدت طولانی‌تری در ریه‌ها باقی می‌مانند.

با ارائه شیمی درمانی موثرتر به بافت ریه بیمار، میکروربات های بیوهیبرید به طور قابل توجهی نتایج درمان را با کوچک کردن تومورهای ریه و افزایش بقای موش های تحت درمان بهبود بخشیدند.

موش های تحت درمان با میکروربات های مبتنی بر جلبک شاهد افزایش 40 درصدی در میانگین زمان بقا بودند. بنابراین، روزهای زنده ماندن آنها از 27 روز به 37 روز افزایش یافت.

در نهایت، سلول‌های ایمنی، میکروربات‌ها را به اجزای غیرسمی تجزیه کرده و به طور کامل از بدن خارج می‌کنند.

درمان های مهندسی زیستی

یافته های محققان نشان می دهد که ربات های زیستی هیبریدی راهی قدرتمند برای رساندن دارو به ریه ها برای درمان بیماری های ریوی ارائه می کنند.

دانشمندان قبلاً از پلت فرم میکرورباتیک میکروجلبک سبز برای درمان “ذات الریه شدید” استفاده کرده اند. آنها اکنون بر روی درمان سایر بیماری های مرتبط با ریه مانند فیبروز کیستیک و فیبروز ریوی ایدیوپاتیک تمرکز کرده اند.

مدتی طول می کشد تا میکروربات های بیوهیبرید در کلینیک ها ظاهر شوند. اما به طور کلی تر، ترکیب ریزجلبک های زنده با نانوذرات پوشش داده شده با غشای سلولی برای تحویل دارو می تواند به ایجاد پایه های درمان های مهندسی زیستی سرطان کمک کند.