Легионы живых нанороботов научились точно поражать раковую опухоль

Ученые Политехнического университета Монреаля, Монреальского университета и Университета Макгилла осуществили впечатляющий прорыв в исследовании рака. Они разработали новых наноробототехнических агентов, способных перемещаться по кровотоку и точно доставлять лекарственный препарат в определенные активные раковые клетки опухоли. Такой способ ввода медикаментов обеспечивает оптимальное поражение опухоли и не подвергает опасности ближайшие органы и здоровые ткани. В результате снижается дозировка препаратов, которые чрезвычайно токсичны для человеческого организма.


Работа ученых появилась в журнале Nature Nanotechnology в статье под названием “Magneto-aerotactic bacteria deliver drug-containing nanoliposomes to tumour hypoxic regions”. В статье описываются результаты исследований, проведенных на мышах: нанороботы успешно доставили лекарства в колоректальные опухоли.

«Эти легионы наноробототехнических агентов состоят из более 100 миллионов жгутиковых бактерий — следовательно, самоходных — и загружены препаратами, которые по кратчайшему пути перемещаются от места введения препарата к области тела, нуждающейся в лечении, — объясняет профессор Сильвен Мартел, директор наноробототехнической лаборатории Polytechnique Montréal, руководивший работой. — Силы впрыска препарата достаточно, чтобы он глубоко проник в опухоль».

Входя в опухоль, нанороботы полностью самостоятельно могут обнаружить бедные кислородом опухолевые районы (гипоксические зоны) и доставить к ним лекарство. Гипоксичная зона образуется за счет значительного потребления кислорода быстро пролиферирующими клетками опухоли. Как известно, эти зоны устойчивы к большинству методов лечения, включая лучевую терапию.

Но получить доступ к опухолям и пересечь сложную физиологическое микросреду необходимо, хоть это и непросто, поэтому профессор Мартел и его команда обратились за помощью к нанотехнологиям.

Бактерии с компасом

Для передвижения бактерии, используемые командой профессора Мартела, полагаются на две природные системы. Своего рода компас, созданный путем синтеза цепи магнитных наночастиц, позволяет им передвигаться в направлении магнитного поля, в то время как датчик для измерения концентрации кислорода позволяет им достичь и остаться в активных регионах опухоли. Используя две эти системы и подвергая бактерий воздействию магнитного поля, ученые показали, что эти бактерии могут прекрасно служить в роли искусственных нанороботов будущего, предназначенных для такого рода задач.

«Это инновационное использование нанотранспортеров окажет влияние не только на создание более сложных инженерных концепций и оригинальных методов вмешательства, но и откроет дверь для синтеза новых транспортных средств для терапевтических, визуализационных и диагностических целей, — добавляет Мартел. — Химиотерапия, столь токсичная для всего человеческого тела, сможет использовать этих природных нанороботов для перемещения лекарств прямо в целевую область, за счет чего снизит вредные побочные эффекты и повысит эффективность лечения».