סרטן שלפוחית השתן מטופל כיום בשלביו המוקדמים על ידי כימותרפיה מקומית תוך שלפוחית או אימונותרפיה לאחר הסרת הגידול. עם זאת, הישנות מתרחשות עד 70% מהחולים לאחר 5 שנים, בעוד שעד 30% אינם מגיבים. משמעות הדבר היא צורך מתמיד לנטר ולסגור חולים אלה, מה שמגביר את העלויות לטיפול בסוג זה של סרטן. מחקר חדש ב טבע ננוטכנולוגיה בוחן את השימוש הפוטנציאלי של ננו-בוטים כדי לשפר את היעילות הטיפולית של טיפול תוך שלפוחית בסרטן שלפוחית השתן.
מחקר: ננו-בוטים המונעים על ידי Urease לטיפול בסרטן שלפוחית השתן באמצעות רדיונוקלידים
כיום, עבור סרטן שלפוחית השתן שלא הגיעו לשלב של פלישת שריר, הגידול מוסר, ולאחר מכן שימוש תוך שלפוחית בחומר האימונותרפי. Mycobacterium bovis Bacillus Calmette–Guérin (BCG) או התרופה הכימותרפית מיטומיצין C, בנפרד או בשילוב. בעיות עם אופן טיפול זה כוללות פיזור לא אחיד בכל שלפוחית השתן, מעבר מהיר והיצמדות נמוכה של הסוכן לרקמת המטרה, מה שמוביל לשקיעה בתוך שלפוחית השתן. כל אלה קשורים להגעה מתמדת של שתן טרי לשלפוחית השתן.
הסוכן האידיאלי צריך להיות מסוגל להיכנס לרקמת הגידול לעומקים נאותים, לטפל בכל הגידול ולהיות תואם לרקמה אנושית. ננו-בוטים הם חלקיקים בעלי הנעה עצמית שעשויים להיות בעלי תועלת עצומה בכימותרפיה תוך שלפוחית מכיוון שהם יכולים להתפזר ולהתערבב הרבה יותר טוב בנוזלי גוף כמו שתן בהשוואה לתכשירים רגילים של תרופות או ננו-חלקיקים רגילים.
במחקר הנוכחי, ההתמקדות היא ביכולתם של ננו-בוטים לשפר את היעילות הטיפולית הנמוכה של טיפול בסרטן שלפוחית השתן. החוקרים השתמשו בננו-בוטים מסומנים רדיואקטיביים בקוטר 450 ננומטר הבנויים על בסיס סיליקה מזופורית.
אלה תוכננו להניע את עצמם באמצעות אנרגיה כימית מתגובות המבוססות על מצעים בנוזל שמסביב. במקרה זה, אוריאה מפוצלת על ידי האנזים urease, הנישאת על הננו-בוטים.
ייצור אמוניה ו-CO2 סביב החלקיק במהלך התגובה הגביר את תנועתם של חלקיקים אלה. בפרט, זה מניע התנהגות נחילית הקשורה להסעה וערבוב גבוהים יותר ועיכוב שיקוע. זה נותן להם פוטנציאל עצום כנשאים לטיפול ברדיונוקלידים (RNT).
הם נבדקו עבור יעילות טיפולית בסרטן שלפוחית השתן במודל של עכבר.
א, ייצוג סכמטי של תהליך ייצור הננו-בוט וסימון רדיו. אור, אוריאה. ב, משמאל: אפיון ננובוט על ידי פיזור אור דינמי (n = 3, שכפולים טכניים). הנתונים מוצגים כערכים ממוצעים ופסי שגיאה מייצגים את מרכז ה-sem: פוטנציאל זטה (n = 3, שכפולים טכניים) הנתונים מוצגים כערכים ממוצעים ופסי שגיאה מייצגים את תמונת ה-sem מימין: מיקרוסקופ אלקטרוני שידור. ג, תמונות Snapshots המתארות את דינמיקת התנועה של ננו-בוט בהיעדר ונוכחות (300 מ"מ) של אוריאה כדלק, והיסטוגרמות מתאימות של עוצמת הפיקסלים עבור החזר ה-ROI המסומן במעגל. לוח א נוצר עם BioRender.com.
מה הראה המחקר?
שניהם ex vivo ו in vivo ניסויים הראו שננו-בוטים השיגו ריכוז גבוה יותר באתר הגידול, ברמות מוגברות פי 8 שאושרו על ידי טומוגרפיה של פליטת פוזיטרונים (PET). הנוכחות של אוריאה הובילה לפיזור פעיל של החלקיקים בתנועה מתואמת רוחשת.
תנועת ננו-בוט יעילה התרחשה רק בנוכחות אוריאה ואוריאה, וללא פעילות אנזימטית, ספיגת הגידול של הננו-בוטים המסומנים לא התרחשה.
תחילה חיפשו אישור לפעילות באמצעות שיטות ניגודיות אופטיות אופטימליות המבוססות על מיקרוסקופיה של גיליונות אור מפוזר תלויי קיטוב. זה הראה שהגידולים נחדרו על ידי הננו-בוטים בניסויים לשעבר. לעומת זאת, היצמדות או חדירה מועטה התרחשה ברקמת שלפוחית שתן בריאה.
שיטה זו אומתה גם עבור תצפיות in vivo של ננו-בוטים, מכיוון שהיא מציעה רזולוציה גבוהה בפורמט תלת מימד.
בניגוד למים, הסביבה המכילה אוריאה הובילה להנעה עצמית מוצלחת של הננו-בוטים להצטבר בתוך רקמת הגידול. ייתכן שהסיבה לכך היא חלקית בגלל שאפיתל שלפוחית השתן החולה חדיר יותר לחלקיקים אלה על ידי התמוטטות של צמתים הדוקים באפיתל. כמו כן, הננו-בוטים עצמם עלולים לתקוף את המטריצה החוץ-תאית (ECM) של הגידול בגלל האמוניה הבסיסית שנוצרת מהתגובה המזוזת אוריאה.
במודל העכבר, כאשר העכברים טופלו בננו-בוטים הנושאים רדיו-יוד עבור RNT שהוכנס לשלפוחית השתן, הגידולים התכווצו בכ-90%, אפילו במינונים נמוכים. רדיואיוד נמצא בשימוש נרחב ב-RNT, בהיותו פולט חלקיקי בטא עם מחצית חיים של 8 ימים ומסוגל לחדור לעומק של 0.8 מ"מ (כ-0.03 אינץ') לתוך הרקמה.
זה מצביע על כך שהתנועה הפעילה של הננו-בוטים משפרת את הצטברות הגידול. זה מעדיף את התרגום הקליני שלהם. אפילו במינונים גבוהים יותר, החיות נשארו בגבולות המשקל הסטנדרטיים, עם ירידה גדולה עוד יותר בנפח הגידול.
"זה מעיד על כך 131ננו-בוטים נושאי I יכולים לטפל ביעילות בגידולי שלפוחית השתן בחללים סגורים, ומציגים טיפול חלופי לתרחישים שבהם גישות טיפוליות מסורתיות, כגון BCG, נכשלות באופן שגרתי.”
מה ההשלכות?
התוצאות מצביעות על כך שננו-בוטים המונעים על ידי urease יכולים להיות "ננו-מערכות אספקה יעילות לטיפול בסרטן שלפוחית השתן."
