میکروربات‌های جلبکی کوچک می‌توانند درمان سرطان ریه را متحول کنند

تومورهایی که به ریه‌ها می‌روند، یا متاستازهای ریه، چالش بزرگی در حوزه درمان سرطان ایجاد می‌کنند.

شیمی‌درمانی معمولی اغلب به دلیل ناکارآمدی، مدت کوتاهی جواب می‌دهد. زیرا مستقیماً ریه‌ها را هدف نمی‌گیرد و در غلظت کافی برای کشتن‌ تومورها تجمع می‌یابد.

محققان آزمایشگاه وانگ و گروه تحقیقاتی ژانگ در دانشگاه کالیفرنیا، پنج سال گذشته را صرف توسعه میکروربات‌های بیوهیبریدی کرده‌اند. اشیایی کوچک که از مواد طبیعی و مصنوعی ساخته شده‌اند و می‌توانند در پزشکی استفاده شوند.

در تحقیقات جدید منتشر شده‌، آنها یک میکروربات بیوهیبریدی مبتنی بر ریزجلبک سبز ساخته‌اند که می‌تواند شیمی‌درمانی را مستقیماً به ریه برساند و متاستازهای ریه را درمان کند.

تولید یک داروی جلبکی

میکروربات‌های مصنوعی معمولاً از ساختارهای فلزی یا پلیمری سفت و سخت ساخته می‌شوند که ساخت آنها دشوار است. آنها قادر به دسترسی به اندام‌ها و بافت‌های خاصی نیستند و می‌توانند برای انسان سمی باشند.

اما ریز جلبک‌ها بر این نگرانی‌ها غلبه می‌کنند. برای مثال، ریزجلبک‌ها می‌توانند با استفاده از یک تاژک به‌طور مستقل حرکت کنند تا خود را از طریق اندام‌هایی مانند ریه‌ها حرکت دهند. آنها در مقایسه با سایر میکروارگانیسم‌ها سمیت کمتری دارند و ارزان‌تر و راحت‌تر تولید می‌شوند.

میکروربات بیوهیبرید این تیم – به‌نام ربات جلبکی-NP(DOX) – ریزجلبک سبز و زنده میکروسکوپی است که معمولاً در داروسازی استفاده می‌شود. این ربات «کلامیدوموناس رینهارتی» را با نانوذرات پوشیده‌ شده‌ با غشای گلبول‌های قرمز ترکیب می‌کند.

غشاهای سلولی به‌عنوان یک استتارکننده طبیعی عمل می‌کنند تا زیست‌سازگاری میکروربات را افزایش داده‌ و از حمله سیستم ایمنی بیمار به آن جلوگیری کنند. در داخل نانوذرات، یک نوع رایج از داروی شیمی‌درمانی به نام دوکسورابیسین وجود دارد.

آزمایش میکروربات‌های مبتنی‌بر جلبک روی نمونه حیوانی

تیم محققان میکروربات‌های مبتنی‌بر جلبک خود را روی موش‌های مبتلا به متاستاز ریه آزمایش کردند. با استفاده از این میکروربات‌های مبتنی‌بر جلبک از طریق نای، می‌توان دارو را مستقیماً به ریه‌ها منتقل کرد و عوارض جانبی را برای سایر اندام‌ها به حداقل رساند.

هنگامی که میکروربات‌ها در ریه‌ها قرار می‌گیرند، این میکروربات مبتنی‌بر جلبک می‌تواند شنا کند و دارو را در بافت ریه توزیع کند. همچنین می‌تواند از تخریب توسط سلول‌های ایمنی در ریه‌ها جلوگیری کند و به دارو اجازه دهد به تدریج از نانوذرات آزاد شود.

در مقایسه با داروی آزاد و نانوذرات استاتیک که نمی‌توانند خود به خود حرکت کنند، میکروربات‌های بیوهیبرید در غلظت‌های بیشتری انباشته شد و مدت بیشتری در ریه‌ها باقی ماند.

با ارائه موثرتر شیمی‌درمانی به بافت‌های ریوی بیمار، میکروربات‌های بیوهیبرید به‌طور قابل توجهی نتایج درمانی را با کوچک کردن تومورهای ریه و افزایش بقای موش‌های تحت درمان بهبود بخشیدند.

موش‌هایی که با میکروربات‌های مبتنی‌بر جلبک درمان شدند، 40 درصد افزایش در زمان متوسط ​​بقا را تجربه کردند. بدین ترتیب روزهای بقای آنها از 27 به 37 روز افزایش یافت.

سلول‌های ایمنی درنهایت میکروربات ها را به اجزای غیر سمی تجزیه کرده و به‌طور کامل از بدن خارج می‌کنند.

درمان‌های مهندسی زیستی

یافته‌های محققان نشان می‌دهد که میکروربات‌های بیوهیبرید یک رویکرد قدرتمند برای رساندن دارو به ریه‌ها برای درمان بیماری‌های ریوی ارائه می‌کنند.

دانشمندان قبلاً از پلتفرم میکروربات میکروجلبک سبز برای درمان «پنومونی حاد ریه» استفاده کردند. اکنون بر روی درمان سایر بیماری‌های چالش برانگیز مرتبط با ریه، مانند «فیبروز کیستیک» و «فیبروز ریوی ایدیوپاتیک» تمرکز می‌کنند.

مدتی طول می‌کشد تا میکروربات‌های بیوهیبرید در کلینیک‌ها ظاهر شوند. اما به‌طور کلی، ترکیب ریزجلبک‌های زنده با نانوذرات پوشش‌داده‌شده با غشای سلولی برای ارائه دارو، می‌تواند به ایجاد پایه‌های درمان‌های مهندسی زیستی سرطان کمک کند.