يمكن للروبوتات النانوية التي تتحرك عبر مجرى الدم أن تقلل الأورام السرطانية في المثانة بنسبة 90 بالمائة.
وفي إنجاز محتمل، ابتكر العلماء في برشلونة روبوتات صغيرة بحجم 450 نانومترًا توفر العلاج مباشرة للنمو.
سرطان المثانة هو أحد أنواع السرطان الشائعة لدى الرجال، وعلى الرغم من أن معدل الوفيات منخفض، إلا أن جميع الأورام تقريبًا تعود خلال خمس سنوات.
وفي دراسة أجريت على الفئران، أظهر الباحثون أن الآلات الصغيرة يمكن أن تلغي الحاجة إلى علاجات متعددة للأورام عن طريق تقليل الورم بعد محاولة واحدة.
تقوم الروبوتات النانوية بنقل الجسيمات النانوية التي تهاجم الورم وتقلل حجمه بنسبة 90 بالمائة
تشمل العلاجات الحالية لسرطان المثانة الجراحة والعلاج الكيميائي، والتي يمكن أن تكلف أكثر من 65000 دولار.
وذلك لأن المرضى يحتاجون إلى ست إلى أربع زيارات إلى المستشفى قبل أن يروا هذا النوع من تقليل الورم.
ومع ذلك، فقد زعمت الدراسة الجديدة أن الروبوتات النانوية يمكنها تحقيق ذلك في زيارة واحدة.
أجرى البحث علماء في معهد الهندسة الحيوية في كاتالونيا (IBEC) وCIC biomaGUNE بالتعاون مع معهد أبحاث الطب الحيوي (IRB Barcelona) وجامعة برشلونة المستقلة (UAB).
يبلغ قطر الروبوتات النانوية 450 نانومترًا، ولرؤيتها يجب عليك زيادة التكبير 20 مليون مرة.
تمت تغطية الروبوتات بجزيئات الذهب النانوية (AuNPs) على أسطحها، مما سمح للباحثين بمعرفة كيفية تحركها عبر مجرى الدم ومهاجمة الورم.
سرطان المثانة هو أكثر أنواع السرطان شيوعًا بين الرجال، ويعود معظمهم خلال خمس سنوات
قام الفريق بحقن الروبوتات النانوية في مجرى الدم لدى الفئران المصابة بسرطان المثانة وشاهدوا الآلات ذات اللون الذهبي وهي تعمل، وتنتشر عبر الجسم للوصول إلى الورم.
تم تصميم هذه الآلات النانوية باستخدام كرة من السيليكا تحتوي على مكونات مختلفة، بما في ذلك إنزيم اليورياز واليود المشع.
يتفاعل اليورياز مع اليوريا في البول لدفع الروبوت النانوي، في حين أن اليود المشع هو ما يعالج السرطان.
أدرك الفريق أن الروبوت النانوي زاد من توازن الرقم الهيدروجيني بالقرب من الورم، مما أدى إلى تحطيم المصفوفة خارج الخلية، مما يساهم في الخواص الميكانيكية للأنسجة.
بمجرد التعرف عليها، اصطدمت الروبوتات النانوية الصغيرة بأنسجة المسالك البولية “كما لو كانت جدارًا”.
ولكن نظرًا لأن الورم أكثر إسفنجية، يتم امتصاص الروبوتات الصغيرة وتتجمع داخلها ويتم توصيلها اليود المشع، وهو نظير مشع يستخدم عادة لعلاج الأورام الموضعية وسرطان الغدة الدرقية.
قامت الروبوتات النانوية بتحديد مكان الأورام وإدخالها لإعطاء اليود المشع مباشرة لتقليص الورم
وأشار الباحثون إلى أن كيفية دخول الروبوتات النانوية إلى الورم غير واضحة، إذ لا يوجد بها شيء أجسام مضادة محددة للتعرف على النمو، وعادةً ما تكون الأنسجة أكثر صلابة من الأنسجة السليمة.
وقالت Meritxell Serra Casablancas، المؤلفة الأولى المشاركة في الدراسة وباحثة IBEC: “ومع ذلك، لاحظنا أن هذه الروبوتات النانوية يمكنها تحطيم المصفوفة خارج الخلية للورم عن طريق زيادة الرقم الهيدروجيني محليًا من خلال تفاعل كيميائي ذاتي الدفع”.
“هذه الظاهرة فضلت اختراق الورم بشكل أكبر وكانت مفيدة في تحقيق التراكم التفضيلي في الورم”.
على الرغم من أن معدلات الشفاء الأولية من سرطان المثانة ناجحة، إلا أن 30 إلى 70 بالمائة من أورام المرضى تعود، مما يتطلب علاجًا ونفقات إضافية، وتتقدم بنسبة تتراوح بين 10 و30 بالمائة.
وقال جوليان كولومبيلي، رئيس الفريق الرقمي المتقدم: “لقد مكننا النظام البصري المبتكر الذي قمنا بتطويره من القضاء على الضوء الذي ينعكس عن الورم نفسه، مما يسمح لنا بتحديد وتحديد موقع الجسيمات النانوية في جميع أنحاء العضو دون وضع علامات مسبقة، وبدقة غير مسبوقة”. منصة الفحص المجهري في IRB برشلونة.
ويأتي ذلك مع ارتفاع تكلفة علاج سرطان المثانة، حيث كلف المريض العادي 9.4 مليار دولار طوال فترة علاجه بالكامل اعتبارًا من عام 2020، ارتفاعًا من 8.4 مليار دولار في عام 2015، وفقًا للمعهد الوطني للسرطان.
لا يزال العلماء الذين أجروا دراسة الروبوت النانوي غير متأكدين مما إذا كان علاج الروبوت النانوي سيمنع الورم من العودة، ولكن بعد نجاح الروبوت النانوي، تجري بالفعل دراسات إضافية لتحديد الفعالية على المدى الطويل.
وقالت كريستينا سيمو، المؤلفة المشاركة في الدراسة: “إن نتائج هذه الدراسة تفتح الباب أمام استخدام النظائر المشعة الأخرى ذات القدرة الأكبر على إحداث تأثيرات علاجية”.