Nanobots kunnen de sleutel zijn om blaaskanker te bestrijden

A new study explores the use of nanobots to distribute tumor-killing medications more efficiently to patients. The researchers employed tiny self-propelled machines that could penetrate deeper into bladder cancer tumors when compared to current methods. The results could have a resounding effect on treatment moving forward. Here’s everything you need to know.

Blaaskanker

Bladder cancer is one of the leading causes of death around the world. A recent study by the American Cancer Society projected around 82K people will be diagnosed with bladder cancer in 2023 alone. Of those diagnosed, around 16.5K will not survive the ordeal. As such, it’s easy to see why there’s considerable effort put towards helping to reduce the number of people who will be affected by bladder cancer in the coming years.

De belangrijkste oorzaken van blaaskanker zijn roken, blootstelling aan kankerverwekkende stoffen op de werkplek, dieetfactoren, genetica, blootstelling aan dieseluitstoot en radiotherapie. Opmerkelijk is dat ongeveer 75 % van de bevestigde blaaskankertumoren niet-spierinvasief is, wat betekent dat de kanker zich alleen in de binnenste cellaag bevindt.

Huidige behandeling

De huidige behandelmethoden voor blaaskanker zijn effectief en niet gevaarlijk. Ze laten echter veel ruimte voor verbetering. De meest voorkomende procedure bestaat uit het direct toedienen van medicijnen aan de blaas. Het probleem bij het behandelen van de blaas in vergelijking met andere organen is dat deze voortdurend is ontworpen om gifstoffen met urine weg te spoelen.

Deze urine, gecombineerd met sedimentatie, leidt tot een lage therapeutische effectiviteit. Het is voor geneesmiddelen moeilijk om volledig te diffunderen in een urine-rijke omgeving die voortdurend de vloeistoffen vervangt om schoon te blijven. Bovendien is het moeilijk om de medicatie in alle hoeken van de blaas te krijgen, waardoor sommige cellagen onbehandeld blijven.

Deze onbehandelde cellen kunnen toekomstige tumoren worden en ertoe leiden dat de patiënt meerdere procedures en controles moet ondergaan om de effectiviteit gedurende de vijf jaar na de behandeling te waarborgen. Gelukkig hebben onderzoekers vele jaren besteed aan het vinden van de beste manier om deze levensreddende medicijnen te leveren, en deze nieuwste ontwikkeling toont enorm potentieel.

Nanobots Studie

De studie, “Urease-aangedreven nanobots voor radionuclide blaaskankertherapie,” werd gepubliceerd in Nature Nanotechnology. In het artikel bespreken wetenschappers het gebruik van radio-gelabelde mesoporeuze silica-gebaseerde urease-aangedreven nanobots om de behandelingsprocedures voor blaaskanker te verbeteren. Specifiek wilden de ingenieurs zien hoe de nanodeeltjes de blaaswanden binnendrongen en zich door de organen verspreidden.

Bron – Bioengineering of Catalonia (IBEC) en CIC biomaGUNE.

Nanomachines

The nanobots used in this experiment are shaped like porous spheres. They Are made of silica and are designed to self-propel when exposed to the protein urease, which is found in urine. The researchers monitored as the silica nanoparticles (MSNPs) moved about the organ, reaching the deepest corners. Specifically, the nanobots move using ammonia and CO2 created by the asymmetric decomposition of urease around the device.

De nanobots die in dit experiment werden gebruikt, hebben de vorm van poreuze sferen. Ze zijn gemaakt van silica en zijn ontworpen om zichzelf voort te bewegen wanneer ze in contact komen met het eiwit urease, dat in urine voorkomt. De onderzoekers observeerden hoe de silica‑nanodeeltjes (MSNP’s) zich door het orgaan bewogen en de diepste hoeken bereikten. Concreet bewegen de nanobots zich met behulp van ammoniak en CO₂ die ontstaan door de asymmetrische afbraak van urease rond het apparaat.

Test

The testing phase involved two lab mice, vivo and ex vivo. Both mice suffered from bladder cancer tumors located deep within their organs. The researchers injected nanoparticles directly into the patients so the team could study the maneuverability of the nanoparticles and their accumulation within the organ. Notably, the mice were made to change position every 30 minutes to help facilitate equal dispersion across the organ. Here’s what was learned.

De testfase betrof twee laboratoriummuizen, in vivo en ex vivo. Beide muizen hadden blaaskankertumoren die diep in hun organen lagen. De onderzoekers injecteerden nanodeeltjes direct in de patiënten zodat het team de manoeuvreerbaarheid en accumulatie van de nanodeeltjes in het orgaan kon bestuderen. Opmerkelijk was dat de muizen elke 30 minuut van positie werden veranderd om een gelijkmatige verspreiding door het orgaan te bevorderen. Dit is wat werd geleerd.

Muine tests

Murine tests were used to study the level of penetration achieved by the nanoparticles. To accomplish this task, the team used radio-iodinated nanobots. The team relied on the commonly used Iodine-131 and positron emission tomography (PET) imaging to see exactly what layers were treated.

Muine tests werden gebruikt om het penetratieniveau van de nanodeeltjes te onderzoeken. Om dit te bereiken gebruikte het team radio‑geiodineerde nanobots. Het team maakte gebruik van het veelgebruikte Iodine‑131 en positronemissietomografie (PET) om precies te zien welke lagen behandeld waren.

Optisch systeem

The engineers created a new fluorescence microscopy system developed at IRB Barcelona. This new optical testing process provides an in-depth 3d model demonstrating penetration levels across the organ. Specifically, a system that used Label-free optical contrast based on polarization-dependent scattered light-sheet microscopy of cleared bladders made the process easier. It eliminated the light usually refracted by the liver, which made it much easier to confirm the nanoparticle’s movement.

De ingenieurs ontwikkelden een nieuw fluorescentiemicroscopiesysteem bij IRB Barcelona. Dit nieuwe optische testproces levert een gedetailleerd 3D‑model dat de penetratieniveaus door het orgaan toont. Concreet maakte een systeem dat label‑vrije optische contrast gebruikte, gebaseerd op polarisatie‑afhankelijke gescatterde lichtbladmicroscopie van geprepareerde blazen, het proces eenvoudiger. Het elimineerde het licht dat normaal door de lever wordt gereflecteerd, waardoor het veel makkelijker werd om de beweging van de nanodeeltjes te bevestigen.

Resultaten

The test results were eye-opening. The new process was able to achieve far better dispersion and penetration versus traditional methods. Specifically, a single dose of urea-powered, radionuclide-carrying nanorobots successfully reduced the size of tumors in the test subjects by 90%. Interestingly, the team discovered that the nanobots were able to break down the wall of the bladder and the extracellular wall of the tumor by altering Ph levels.

De testresultaten waren verbluffend. Het nieuwe proces kon veel betere verspreiding en penetratie bereiken dan traditionele methoden. Concreet verminderde een enkele dosis ure-aangedreven, radionuclide‑dragende nanorobots de tumoromvang bij de proefpersonen met 90 %. Interessant genoeg ontdekte het team dat de nanobots de blaaswand en de extracellulaire tumorwand konden afbreken door de pH‑waarden te wijzigen.

Voordelen

There are several benefits that the new bladder cancer study makes possible. For one, it shows enhanced diffusion and mixing capabilities. As such, it makes treatments more effective. The self-propelled nanobots can enter and spread across the bladder using urine as the catalyst, creating a more efficient approach.

Er zijn verschillende voordelen die deze nieuwe studie over blaaskanker mogelijk maakt. Ten eerste toont het verbeterde diffusie‑ en mengcapaciteiten. Hierdoor worden behandelingen effectiever. De zelf‑voortbewegende nanobots kunnen de blaas binnendringen en zich verspreiden met urine als katalysator, waardoor een efficiëntere aanpak ontstaat.

Doorboren van de Tumorwand

The new process sent nanobots colliding with the urothelium. In the past, this process reduced the effectiveness of procedures because the wall prevented a lot of the medication from entering. The new study found that greater tumor penetration was achieved as the nanobots were attracted to and easily penetrated the spongier surface of the bladder.

Het nieuwe proces liet nanobots tegen het urothelium botsen. Voorheen verminderde dit de effectiviteit van procedures omdat de wand veel van de medicatie tegenhield. De nieuwe studie toonde aan dat een grotere tumorpenetratie werd bereikt doordat de nanobots aangetrokken werden tot en gemakkelijk de sponsachtige oppervlakte van de blaas binnendrongen.

Enkele behandeling

Traditional bladder cancer treatments can require on average 6-14 hospital treatments. Many treatments can include invasive surgery, taking a toll on the patient. These visits add up to the total time spent treating this life-threatening disease. The nanoparticle treatment process promises to reduce this treatment to a single visit, freeing up much-needed time and resources for healthcare professionals and patients.

Traditionele behandelingen voor blaaskanker kunnen gemiddeld 6‑14 ziekenhuisbehandelingen vereisen. Veel behandelingen omvatten invasieve chirurgie, wat een zware belasting voor de patiënt is. Deze bezoeken dragen bij aan de totale tijd die nodig is om deze levensbedreigende ziekte te behandelen. Het nanodeeltje‑behandelingsproces belooft deze behandeling te reduceren tot één enkele afspraak, waardoor kostbare tijd en middelen voor zorgprofessionals en patiënten vrijkomen.

Verminderde Kosten

Bladder cancer is one of the most expensive diseases in the world to treat. On average, a patient can end up spending between $40k and 190K treating this disease. Of these costs, 60% goes towards recurring treatments. According to a study conducted by “Economic aspects of bladder cancer: what are the benefits and costs?”, recurring medication costs can be as high as $800 per month.

Blaaskanker is een van de duurste ziekten ter wereld om te behandelen. Gemiddeld kan een patiënt tussen de $40.000 en $190.000 uitgeven aan de behandeling van deze ziekte. Van deze kosten gaat 60 % naar terugkerende behandelingen. Volgens een studie getiteld “Economic aspects of bladder cancer: what are the benefits and costs?” kunnen terugkerende medicatiekosten oplopen tot $800 per maand.

The new process reduces hospitalization and treatment times and costs significantly. Keenly, nanobots don’t require as much monitoring and follow-up because they are more effective at treating all the layers of the bladder. Eliminating these infected pockets ensures there aren’t future complications that form due to remnants of the cancer cells becoming active again.

Het nieuwe proces vermindert ziekenhuisopnames en behandelingsduur en -kosten aanzienlijk. Bovendien hebben nanobots minder monitoring en nazorg nodig omdat ze effectiever alle lagen van de blaas behandelen. Het elimineren van deze geïnfecteerde pockets voorkomt toekomstige complicaties die kunnen ontstaan doordat resten van kankercellen opnieuw actief worden.

Effectiviteit

Another huge reason why this new method could be the future is that it improves efficiency considerably. Healthcare professionals can use lower doses, which means fewer side effects for patients and higher cure rates. The study proves that nanobot-delivered treatment is far more effective than passive drug administration strategies.

Een andere belangrijke reden waarom deze nieuwe methode de toekomst kan zijn, is dat hij de efficiëntie aanzienlijk verbetert. Zorgprofessionals kunnen lagere doseringen gebruiken, wat betekent dat patiënten minder bijwerkingen ervaren en de genezingskansen hoger zijn. De studie bewijst dat nanobot‑gebaseerde behandelingen veel effectiever zijn dan passieve medicijnafgifte‑strategieën.

Onderzoekers

Several research teams, led by the Institute for Bioengineering of Catalonia (IBEC) and CIC Imagine, took part in this study. The head researcher on the project was Samuel Sánchez, PhD, ICREA research professor. The co-lead on the paper is Jordi Llop, PhD, a researcher at CIC biomaGUNE. Notably, there was also participation from researchers at the Autonomous University of Barcelona (UAB).

Verschillende onderzoeksteams, geleid door het Institute for Bioengineering of Catalonia (IBEC) en CIC Imagine, namen deel aan deze studie. De hoofdonderzoeker van het project was Samuel Sánchez, PhD, ICREA‑onderzoeker. De co‑lead op het artikel is Jordi Llop, PhD, onderzoeker bij CIC biomaGUNE. Opmerkelijk is dat er ook onderzoekers van de Autonomous University of Barcelona (UAB) deelnamen.

Twee bedrijven die van deze studie kunnen profiteren

Many contenders in the healthcare sector could implement the findings in this study to provide more effective and lower-cost treatments to patients. These companies hold pristine positions in the market and have frequently introduced new strategies and methods in the past. As such, they could easily integrate nanobots into their future offerings and reap many benefits from the addition.

Veel spelers in de gezondheidszorg kunnen de bevindingen uit deze studie toepassen om patiënten effectievere en goedkopere behandelingen te bieden. Deze bedrijven hebben een uitstekende marktpositie en hebben in het verleden vaak nieuwe strategieën en methoden geïntroduceerd. Daarom kunnen ze nanobots gemakkelijk in hun toekomstige aanbod integreren en veel voordelen behalen.

1. ImmunityBio

IBRX Prijsgrafiek

ImmunityBio (IBRX ) entered the market in 2014. It was founded by Dr. Patrick Soon-Shiong to provide cutting-edge cancer and infectious disease care and treatments. The company managed to carve out a niche in the clinical-stage biotech market due to its pioneering efforts which include becoming one of only a handful of publicly traded companies to secure FDA approval for their new bladder cancer treatments.

ImmunityBio betrad de markt in 2014. Het werd opgericht door Dr. Patrick Soon‑Shiong om geavanceerde zorg en behandelingen voor kanker en infectieziekten te bieden. Het bedrijf wist een niche te veroveren in de klinisch‑stadium biotech‑markt dankzij zijn pioniersinspanningen, waaronder het worden van een van de weinige beursgenoteerde bedrijven die FDA‑goedkeuring verkregen voor hun nieuwe blaaskankerbehandelingen.

The firm’s most popular offering, ANKTIVA, is now covered by the majority of insurance providers. This approval and support from the insurance sector has catapulted ImmunityBIO to the top of the industry in terms of potential growth. Notably, IBRX stock has seen some drawbacks over the last year, with the firm claiming a $1M loss last year.

Dit verlies wordt door veel handelaren als tijdelijk beschouwd en verschillende analisten voorspellen dat het aandeel aanzienlijke winsten zal zien zodra het bedrijf nieuwe blaaskankerbehandelingen en medicijnen onthult die de afgelopen jaren zijn onderzocht en ontwikkeld. Het integreren van nanotechnologie in hun strategieën zou de omzet naar nieuwe hoogten kunnen stuwen door kosten te verlagen en de effectiviteit bij lagere doseringen te verbeteren.

2. Amgen Inc

AMGN Prijsgrafiek

Amgen (AMGN ) is another cutting-edge healthcare provider that focuses on cancer treatments. The company has several products that assist those suffering from cardiovascular conditions, oncology/hematology, inflammation, neurological disorders, bone health, and nephrology. Its broad coverage has helped the firm secure a spot as one of the most active treatment providers available.

Amgen staat bekend als een toonaangevende zorgverlener die zich richt op kankerbehandelingen. Het bedrijf heeft diverse producten die mensen met hart‑ en vaatziekten, oncologie/hematologie, ontstekingen, neurologische aandoeningen, botgezondheid en nefrologie ondersteunen. Deze brede dekking heeft het bedrijf een van de meest actieve behandelaren op de markt gemaakt.

Amgen is best known for its Bispecific T-cell Engager (BiTE) therapy, Blincyto. This therapy received FDA approval and is currently in use by thousands of patients treating leukemia and lymphoma. In the future, the company could leverage the nanobot delivery method to enhance its offerings and improve results further.

Amgen staat vooral bekend om zijn Bispecific T‑cell Engager (BiTE) therapie, Blincyto. Deze therapie kreeg FDA‑goedkeuring en wordt momenteel door duizenden patiënten gebruikt voor de behandeling van leukemie en lymfomen. In de toekomst zou het bedrijf de nanobot‑leveringsmethode kunnen benutten om zijn aanbod te verbeteren en de resultaten verder te optimaliseren.

Notably, Amgen continues to expand its offerings and tech. The company recently opened a biomanufacturing plant and has partnered with AI specialist Nvidia (NVDA ) to integrate the technology into its processes. Notably, AI systems have been instrumental in lowering drug discovery costs across the board and they re seen as a positive for traders.

Toekomst van de behandeling van blaaskanker

The future looks bright for those suffering from bladder cancer. Despite the disease still claiming thousands of lives yearly, the strides made in research and development of effective treatments demonstrate a future where infected people can access treatments more easily. Additionally, these treatments will be less invasive. Here are some other cool futuristic trends that could affect bladder cancer treatments in the future.

De toekomst ziet er rooskleurig uit voor mensen die lijden aan blaaskanker. Hoewel de ziekte nog steeds jaarlijks duizenden levens eist, tonen de vorderingen in onderzoek en ontwikkeling van effectieve behandelingen een toekomst waarin patiënten gemakkelijker toegang hebben tot behandelingen. Bovendien zullen deze behandelingen minder invasief zijn. Hieronder staan enkele andere coole futuristische trends die de behandeling van blaaskanker in de toekomst kunnen beïnvloeden.

3D-geprinte organen

The 3d printing sector has made some strides in the medical market over the last 5 years. Today, there are 3d printers that are capable of printing biomaterials. The goal is to be able to fully 3d print organs shortly. These printed organs could improve the lives of millions of people who currently require treatment.

De 3D‑printsector heeft de afgelopen vijf jaar aanzienlijke vooruitgang geboekt op de medische markt. Tegenwoordig bestaan er 3D‑printers die biomaterialen kunnen printen. Het doel is om binnenkort volledig 3D‑geprinte organen te kunnen produceren. Deze geprinte organen kunnen het leven van miljoenen mensen die momenteel behandeling nodig hebben, verbeteren.

AI Oncologie

Another major development in the market is the further integration of AI systems. These systems have been used in nearly every aspect of the market. There are AI systems in the world that can diagnose, treat, and prevent cancers better than older options. These procedures will only get better as the AI models improve over the coming months.

Een andere belangrijke ontwikkeling op de markt is de verdere integratie van AI‑systemen. Deze systemen worden in bijna elk aspect van de markt gebruikt. Er bestaan AI‑systemen die kanker beter kunnen diagnosticeren, behandelen en voorkomen dan oudere methoden. Deze procedures zullen alleen maar beter worden naarmate de AI‑modellen in de komende maanden verbeteren.

Blaaskanker – Onze Dagen Zijn Geteld

It’s always impressive when you see nanobots used to better health. These tiny devices sometimes catch a bad rap as potentially unstoppable mini robots but the reality is much different. These tiny devices open the door for a more healthy and trackable lifestyle. As such, the research provided in this study could pave the way for a future with much fewer cancer fatalities.

Leer meer over andere coole robotica projecten nu.