Nanobots kunnen de sleutel zijn om blaaskanker te bestrijden

Een nieuwe studie onderzoekt hoe nanobots tumorbestrijdende medicijnen efficiënter bij patiënten kunnen afleveren. De onderzoekers gebruikten kleine, zelfaangedreven machines die dieper in blaaskankertumoren konden doordringen dan bestaande methoden. De resultaten kunnen grote gevolgen hebben voor toekomstige behandelingen. Dit zijn de belangrijkste punten.

Blaaskanker

Blaaskanker is wereldwijd een belangrijke doodsoorzaak. Een recente studie van de American Cancer Society voorspelde dat alleen al in 2023 ongeveer 82.000 mensen de diagnose zouden krijgen. Van hen zouden circa 16.500 de ziekte niet overleven. Het is dan ook begrijpelijk dat veel inspanningen gericht zijn op het verminderen van het aantal mensen dat de komende jaren door blaaskanker wordt getroffen.

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

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

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.

Tests bij muizen

Tests bij muizen werden gebruikt om het penetratieniveau van de nanodeeltjes te onderzoeken. Om dit te bereiken gebruikte het team radioactief gejodeerde nanobots. Het team maakte gebruik van het veelgebruikte jodium-131 en positronemissietomografie (PET) om precies te zien welke lagen behandeld waren.

Optisch systeem

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

De testresultaten waren verbluffend. Het nieuwe proces kon veel betere verspreiding en penetratie bereiken dan traditionele methoden. Concreet verminderde een enkele dosis ureum-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

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

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

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

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.

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 aangetaste gebieden voorkomt toekomstige complicaties die kunnen ontstaan doordat resten van kankercellen opnieuw actief worden.

Effectiviteit

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

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

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 ) betrad de markt in 2014. Dr. Patrick Soon-Shiong richtte het bedrijf op om geavanceerde zorg en behandelingen voor kanker en infectieziekten te bieden. Het verwierf een positie in de biotechnologie voor geneesmiddelen in klinische ontwikkeling door zijn pionierswerk, onder meer als een van de weinige beursgenoteerde bedrijven met FDA-goedkeuring voor nieuwe blaaskankerbehandelingen.

ANKTIVA, het populairste product van het bedrijf, wordt nu door de meeste verzekeraars vergoed. Deze goedkeuring en steun vanuit de verzekeringssector hebben ImmunityBIO naar de top van de sector gebracht wat betreft groeipotentieel. Het aandeel IBRX heeft het afgelopen jaar echter ook tegenslagen gekend; het bedrijf meldde over vorig jaar een verlies van $1 miljoen.

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 een andere innovatieve zorgaanbieder die zich op kankerbehandelingen richt. Het heeft producten voor hart- en vaatziekten, oncologie en hematologie, ontstekingen, neurologische aandoeningen, botgezondheid en nierziekten. Dit brede aanbod heeft het een positie gegeven onder de actiefste aanbieders van behandelingen.

Amgen is vooral bekend om Blincyto, zijn therapie met een bispecifieke T-celactivator (BiTE). Deze therapie is door de FDA goedgekeurd en wordt momenteel door duizenden patiënten gebruikt voor de behandeling van leukemie en lymfoom. In de toekomst zou het bedrijf de toedieningsmethode met nanorobots kunnen gebruiken om zijn producten en de behandelresultaten verder te verbeteren.

Amgen blijft zijn aanbod en technologie uitbreiden. Het opende onlangs een bioproductiefaciliteit en werkt samen met AI-specialist Nvidia (NVDA ) om de technologie in zijn processen te integreren. AI-systemen hebben de kosten van geneesmiddelenontwikkeling sterk helpen verlagen en worden door beleggers als positief gezien.

Toekomst van de behandeling van blaaskanker

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

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

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: de dagen van deze ziekte zijn geteld

Het blijft indrukwekkend om te zien hoe nanobots de gezondheid kunnen verbeteren. Deze kleine apparaten worden soms onterecht voorgesteld als mogelijk niet te stoppen minirobots, maar de werkelijkheid is anders. Ze bieden mogelijkheden voor een gezonder leven en betere gezondheidsmonitoring. Het onderzoek kan daarom de weg vrijmaken voor een toekomst met veel minder sterfgevallen door kanker.

Leer meer over andere coole robotica projecten nu.