Nanoboter kan være nøglen til at bekæmpe blærekræft

En ny undersøgelse udforsker brugen af nanoboter til at distribuere tumordræbende medicin mere effektivt til patienter. Forskerne anvendte små selvbevægende maskiner, der kunne trænge dybere ind i blærekræfttumorer sammenlignet med nuværende metoder. Resultaterne kan få en gennemgribende indvirkning på behandlingen fremover. Her er alt, hvad du behøver at vide.

Blærekræft

Blærekræft er en af de førende dødsårsager verden over. En nylig undersøgelse fra American Cancer Society anslog, at omkring 82.000 personer vil blive diagnosticeret med blærekræft i 2023 alene. Af dem, der får diagnosen, vil omkring 16,5 tusinde ikke overleve sygdommen. Derfor er det let at forstå, hvorfor der lægges betydelig indsats på at reducere antallet af mennesker, der vil blive ramt af blærekræft i de kommende år.

Hovedårsagerne til blærekræft er rygning, arbejdspladsens eksponering for kræftfremkaldende stoffer, kostfaktorer, gener, eksponering for dieselrøg og strålebehandling. Bemærkelsesværdigt er omkring 75 % af bekræftede blærekræfttumorer ikke-muskelinvasive, hvilket betyder, at kræften kun er placeret på det indre cellelag.

Aktuel behandling

De nuværende behandlingsmetoder for blærekræft er effektive og ikke farlige. De efterlader dog meget plads til forbedring. Den mest almindelige procedure indebærer at administrere lægemidler direkte til blæren. Problemet med at behandle blæren i forhold til andre organer er, at den er designet til konstant at skylle toksiner ud med urin.

Den urin, kombineret med sedimentering, resulterer i en lav terapeutisk effektivitet. Lægemidler kan have svært ved at diffundere fuldstændigt i et urinrigt miljø, der konstant udskifter væsker for at forblive rent. Derudover er det vanskeligt at få medicinen ind i alle hjørner af blæren, hvilket resulterer i, at nogle cellelag forbliver ubehandlede.

Disse ubehandlede celler kan blive fremtidige tumorer og føre til, at patienten skal gennemgå flere procedurer og overvågning for at sikre effektivitet i de følgende fem år efter behandlingen. Heldigvis har forskerne brugt mange år på at finde den bedste måde at levere disse livsvigtige lægemidler på, og denne seneste udvikling viser enormt potentiale.

Nanobotstudie

Studiet, “Urease-drevne nanoboter til radionuklidblærekræftterapi” blev offentliggjort i Nature Nanotechnology. I papiret diskuterer forskerne brugen af radiomærkede mesoporøse silikabaserede urease-drevne nanoboter for at forbedre behandlingsprocedurer for blærekræft. Specifikt ønskede ingeniørerne at se, hvordan nanopartiklerne trængte ind i blærevæggene og spredte sig over organerne.

Kilde – Bioengineering of Catalonia (IBEC) og CIC biomaGUNE.

Nanomaskiner

Nanoboterne, der blev brugt i dette eksperiment, er formet som porøse kugler. De er lavet af silica og er designet til at selvbevæge, når de udsættes for proteinet urease, som findes i urin. Forskerne overvågede, hvordan silikapartiklerne (MSNPs) bevægede sig gennem organet og nåede de dybeste hjørner. Specifikt bevæger nanoboterne sig ved hjælp af ammoniak og CO₂, der dannes ved den asymmetriske nedbrydning af urease omkring enheden.

Test

Testfasen involverede to laboratoriemus, in vivo og ex vivo. Begge mus led af blærekræfttumorer placeret dybt i deres organer. Forskerne injicerede nanopartikler direkte i patienterne, så holdet kunne studere nanopartiklernes manøvredygtighed og deres ophobning i organet. Bemærkelsesværdigt blev musene skiftet position hver 30. minut for at hjælpe med at sikre ensartet spredning i organet. Her er, hvad der blev lært.

Musetests

Musetests blev brugt til at undersøge, hvor dybt nanopartiklerne penetrerede. For at udføre dette brugte holdet radio-iodinerede nanoboter. Holdet benyttede den almindeligt anvendte Iodine-131 og positronemissionstomografi (PET) for præcist at se, hvilke lag der blev behandlet.

Optisk system

Ingeniørerne udviklede et nyt fluorescensmikroskopisystem ved IRB Barcelona. Denne nye optiske testproces leverer en dybdegående 3D-model, der demonstrerer penetrationsniveauer i organet. Specifikt gjorde et system, der anvendte label-fri optisk kontrast baseret på polarisation-afhængig spredt lysarkmikroskopi af rensede blærer, processen lettere. Det eliminerede lyset, der normalt brydes af leveren, hvilket gjorde det meget nemmere at bekræfte nanopartiklernes bevægelse.

Resultater

Testresultaterne var øjenåbnende. Den nye proces opnåede langt bedre spredning og penetration sammenlignet med traditionelle metoder. Specifikt reducerede en enkelt dosis af urea-drevne, radionuklid-bærende nanoroboter tumorstørrelsen hos testpersonerne med 90 %. Interessant nok opdagede holdet, at nanoboterne var i stand til at nedbryde blærevæggen og den ekstracellulære væg af tumoren ved at ændre pH-niveauerne.

Fordele

Der er flere fordele, som den nye blærekræftundersøgelse muliggør. For det første viser den forbedret diffusion og blandingskapacitet. Som følge heraf gør den behandlingerne mere effektive. De selvbevægende nanoboter kan trænge ind i og sprede sig over blæren ved hjælp af urin som katalysator, hvilket skaber en mere effektiv tilgang.

Trænge igennem tumorvæggen

Den nye proces sendte nanoboter, der kolliderede med urotheliet. Tidligere reducerede denne proces effektiviteten af procedurer, fordi væggen forhindrede en stor del af medicinen i at trænge ind. Den nye undersøgelse fandt, at større tumorpenetration opnåedes, da nanoboterne blev tiltrukket af og let trængte igennem den mere svampede overflade af blæren.

Enkelt behandling

Traditionelle blærekræftbehandlinger kan kræve i gennemsnit 6–14 hospitalsbehandlinger. Mange behandlinger kan omfatte invasiv kirurgi, hvilket belaster patienten. Disse besøg lægger sig op på den samlede tid, der bruges på at behandle denne livstruende sygdom. Nanopartikelbehandlingsprocessen lover at reducere denne behandling til et enkelt besøg, hvilket frigør meget efterspurgt tid og ressourcer for sundhedsprofessionelle og patienter.

Reducerede omkostninger

Blærekræft er en af de dyreste sygdomme i verden at behandle. I gennemsnit kan en patient ende med at bruge mellem $40.000 og $190.000 på behandling af denne sygdom. Af disse omkostninger går 60 % til tilbagevendende behandlinger. Ifølge en undersøgelse udført af “Economic aspects of bladder cancer: what are the benefits and costs?” kan tilbagevendende medicinomkostninger være så høje som $800 pr. måned.
Den nye proces reducerer indlæggelses- og behandlingstider samt omkostninger betydeligt. Desuden kræver nanoboter ikke så meget overvågning og opfølgning, fordi de er mere effektive til at behandle alle lag i blæren. Elimineringen af disse inficerede lommer sikrer, at der ikke opstår fremtidige komplikationer på grund af rester af kræftceller, der bliver aktive igen.

Effektivitet

En anden stor grund til, at denne nye metode kan være fremtiden, er, at den forbedrer effektiviteten betydeligt. Sundhedsprofessionelle kan bruge lavere doser, hvilket betyder færre bivirkninger for patienterne og højere helbredelsesrater. Undersøgelsen viser, at nanobot-leveret behandling er langt mere effektiv end passive lægemiddelleveringsstrategier.

Forskere

Flere forskningsteams, ledet af Institute for Bioengineering of Catalonia (IBEC) og CIC Imagine, deltog i denne undersøgelse. Hovedforsker på projektet var Samuel Sánchez, PhD, ICREA forskningsprofessor. Medleder på artiklen er Jordi Llop, PhD, forsker ved CIC biomaGUNE. Bemærkelsesværdigt var der også deltagelse fra forskere ved Universitat Autònoma de Barcelona (UAB).

To virksomheder, der kunne drage fordel af denne undersøgelse

Mange aktører i sundhedssektoren kunne implementere resultaterne fra denne undersøgelse for at levere mere effektive og omkostningseffektive behandlinger til patienter. Disse virksomheder har stærke positioner på markedet og har ofte introduceret nye strategier og metoder tidligere. Derfor kunne de let integrere nanoboter i deres fremtidige tilbud og høste mange fordele ved tilføjelsen.

1. ImmunityBio

IBRX Prisdiagram

ImmunityBio (IBRX ) gik ind på markedet i 2014. Det blev grundlagt af Dr. Patrick Soon-Shiong for at levere banebrydende kræft- og infektionssygdomsbehandlinger. Virksomheden har formået at skabe en niche på det klinisk-fase biotekmarked takket være sine pionerindsatser, herunder at være en af kun få børsnoterede virksomheder, der har opnået FDA-godkendelse for deres nye blærekræftbehandlinger.

Virksomhedens mest populære produkt, ANKTIVA, er nu dækket af de fleste forsikringsselskaber. Denne godkendelse og støtte fra forsikringssektoren har katapulteret ImmunityBIO til toppen af branchen med hensyn til potentiel vækst. Bemærkelsesværdigt har IBRX-aktien oplevet nogle fald i løbet af det sidste år, hvor virksomheden rapporterede et tab på $1 M sidste år.

Dette tab ses som midlertidigt af mange handlere, og flere analytikere forudsiger, at aktien vil opleve betydelige gevinster, når virksomheden præsenterer nye blærebehandlinger og medicin, som de har forsket i og udviklet i de sidste par år. Integration af nanoteknologi i deres strategier kunne drive indtægterne til nye højder ved at reducere omkostninger og forbedre effektiviteten ved lavere doser.

2. Amgen Inc

AMGN Prisdiagram

Amgen (AMGN ) er en anden banebrydende sundhedsudbyder, der fokuserer på kræftbehandlinger. Virksomheden har flere produkter, der hjælper personer med kardiovaskulære tilstande, onkologi/hematologi, inflammation, neurologiske lidelser, knoglesundhed og nefrologi. Dens brede dækning har hjulpet firmaet med at sikre en plads som en af de mest aktive behandlingsudbydere.

Amgen er bedst kendt for sin Bispecific T-cell Engager (BiTE) terapi, Blincyto. Denne terapi har modtaget FDA-godkendelse og anvendes i øjeblikket af tusinder af patienter, der behandles for leukæmi og lymfom. I fremtiden kunne virksomheden udnytte nanobot-leveringsmetoden til at forbedre sine tilbud og yderligere forbedre resultaterne.

Bemærkelsesværdigt fortsætter Amgen med at udvide sine tilbud og teknologi. Virksomheden har for nylig åbnet et biomanufacturing-anlæg og har indgået et partnerskab med AI-specialisten Nvidia (NVDA ) for at integrere teknologien i sine processer. AI-systemer har været afgørende for at sænke omkostningerne ved lægemiddelforskning på tværs af branchen, og de ses som en positiv faktor for investorer.

Fremtiden for blærekræftbehandling

Fremtiden ser lys ud for dem, der lider af blærekræft. Selvom sygdommen stadig dræber tusinder af liv hvert år, viser de fremskridt, der er gjort inden for forskning og udvikling af effektive behandlinger, en fremtid, hvor berørte personer kan få lettere adgang til behandlinger. Derudover vil disse behandlinger være mindre invasive. Her er nogle andre seje futuristiske trends, der kan påvirke blærekræftbehandlinger i fremtiden.

3D-printede organer

3D-printsektoren har gjort fremskridt på det medicinske marked i de sidste fem år. I dag findes der 3D-printere, der er i stand til at printe biomaterialer. Målet er at kunne 3D-printe organer fuldstændigt inden længe. Disse printede organer kunne forbedre livet for millioner af mennesker, der i øjeblikket har brug for behandling.
Derudover betragtes 3D-printede organer af NASA og andre rumorganisationer som en kritisk komponent for rejser i dyb rummet. Disse enheder ville blive brugt som letvægtsløsninger for fremtidige rumrejsende, som sandsynligvis vil foretage en envejsrejse under de tidlige missioner.

AI-onkologi

En anden stor udvikling på markedet er den fortsatte integration af AI-systemer. Disse systemer er blevet anvendt i næsten alle aspekter af markedet. Der findes AI-systemer i verden, der kan diagnosticere, behandle og forebygge kræft bedre end ældre muligheder. Disse procedurer vil kun blive bedre, efterhånden som AI-modellerne forbedres i de kommende måneder.

Blærekræft – Vores Dage er Nummererede

Det er altid imponerende, når man ser nanoboter blive brugt til bedre sundhed. Disse små enheder får nogle gange et dårligt ry som potentielt ustoppelige mini-robotter, men virkeligheden er helt anderledes. Disse små enheder åbner døren til en sundere og mere sporbart livsstil. Som sådan kan forskningen i denne undersøgelse bane vejen for en fremtid med langt færre kræftdødsfald.

Lær om andre seje robotik projekter nu.