Nanobots zouden de sleutel kunnen zijn tot het bestrijden van blaaskanker

Een nieuwe studie onderzoekt het gebruik van nanobots om tumor-dodende medicijnen efficiënter toe te dienen aan patiënten. De onderzoekers gebruikten kleine zelf-aangedreven machines die dieper in blaaskankertumoren konden doordringen in vergelijking met huidige methoden. De resultaten kunnen een significante invloed hebben op de behandeling in de toekomst. Hieronder volgt alles wat u moet weten.

Blaaskanker

Blaaskanker is een van de belangrijkste oorzaken van dood wereldwijd. Een recente studie van de American Cancer Society voorspelde dat ongeveer 82.000 mensen in 2023 alleen al zullen worden gediagnosticeerd met blaaskanker. Van de gediagnosticeerden zullen ongeveer 16.500 de beproeving niet overleven. Daarom is het gemakkelijk te begrijpen waarom er aanzienlijke inspanningen worden geleverd om het aantal mensen dat door blaaskanker wordt getroffen in de komende jaren te verminderen.

De belangrijkste oorzaken van blaaskanker zijn roken, blootstelling aan kankerverwekkende stoffen op de werkplek, dieetfactoren, genen, blootstelling aan dieseluitlaatgassen en radiotherapie. Opvallend is dat ongeveer 75% van de bevestigde blaaskankertumoren niet-invasief zijn, wat betekent dat de kanker alleen op de binnenste laag cellen zit.

Huidige behandeling

De huidige methoden voor het behandelen van blaaskanker zijn effectief en niet gevaarlijk. Echter, ze laten veel ruimte voor verbetering. De meest voorkomende procedure omvat het toedienen van medicijnen rechtstreeks aan de blaas. Het probleem met het behandelen van blaas versus andere organen is dat het ontworpen is om giftige stoffen met urine constant uit te scheiden.

Deze urine, in combinatie met sedimentatie, resulteert in een lage therapeutische werkzaamheid. Medicijnen kunnen moeite hebben om volledig te diffunderen in een urine-rijke omgeving die constant vloeistoffen verwisselt om schoon te blijven. Bovendien is het moeilijk om de medicatie in alle hoeken van de blaas te krijgen, wat resulteert in enkele onbehandelde cellagen.

Nanobots-studie

De studie, “Urease-powered nanobots for radionuclide bladder cancer therapy,” werd gepubliceerd in Nature Nanotechnology. In het artikel bespreken wetenschappers het gebruik van radiogelabelde mesoporeuze silicabased urease-powered nanobots om blaaskankergebeurtenissen te verbeteren. Specifiek wilden de ingenieurs zien hoe de nanopartikels de blaaswanden binnendrongen en zich over de organen verspreidden.

Source – Bioengineering of Catalonia (IBEC) and CIC biomaGUNE.

Nanomachines

De nanobots die in dit experiment werden gebruikt, hebben de vorm van porseleuze bollen. Ze zijn gemaakt van silicium en zijn ontworpen om zichzelf aan te drijven wanneer ze worden blootgesteld aan het eiwit urease, dat in urine wordt aangetroffen. De onderzoekers observeerden hoe de siliciumnanopartikels (MSNPs) zich over het orgaan verplaatsten en de diepste hoeken bereikten. Specifiek bewegen de nanobots door middel van ammoniak en CO2 die worden gegenereerd door de asymmetrische afbraak van urease rond het apparaat.

Test

De testfase omvatte twee labmuizen, vivo en ex vivo. Beide muizen hadden blaaskankertumoren die diep in hun organen zaten. De onderzoekers injecteerden nanopartikels rechtstreeks in de patiënten, zodat het team de manoeuvreerbaarheid van de nanopartikels en hun ophoping in het orgaan kon bestuderen. Opvallend waren de muizen elke 30 minuten gedwongen om van positie te veranderen om een gelijkmatige verspreiding over het orgaan te faciliteren. Hieronder volgt wat er werd geleerd.

Murine tests

Murine tests werden gebruikt om het niveau van penetratie dat door de nanopartikels werd bereikt, te bestuderen. Om deze taak uit te voeren, gebruikte het team radio-jodiumgeëtiketteerde nanobots. Het team vertrouwde op het algemeen gebruikte jodium-131 en positronemissietomografie (PET) om precies te zien welke lagen werden behandeld.

Optisch systeem

De ingenieurs creëerden een nieuw fluorescentiemicroscopiesysteem dat op IRB Barcelona werd ontwikkeld. Dit nieuwe optische testproces biedt een diepgaand 3D-model dat de penetratieniveaus over het orgaan aantoont. Specifiek werd een systeem gebruikt dat label-vrije optische contrasten op basis van polarisatie-afhankelijk verspreid licht-bladmicroscopie van gezuiverde blazen, waardoor het proces gemakkelijker werd. Het elimineerde het licht dat normaal gesproken door de lever wordt gebroken, waardoor het veel gemakkelijker werd om de beweging van de nanopartikels te bevestigen.

Resultaten

De testresultaten waren verbluffend. Het nieuwe proces was in staat om een veel betere dispersie en penetratie te bereiken in vergelijking met traditionele methoden. Specifiek reduceerde een enkele dosis van urea-geactiveerde, radionuclide-dragende nanorobots succesvol de grootte van tumoren bij de testonderwerpen met 90%. Opvallend ontdekte het team dat de nanobots in staat waren om de wand van de blaas en de extracellulaire wand van de tumor af te breken door de pH-waarden te veranderen.

Voordelen

Er zijn verschillende voordelen die de nieuwe blaaskankerstudie mogelijk maakt. Ten eerste toont het een verbeterde diffusie en mengcapaciteit. Hierdoor worden behandelingen effectiever. De zelf-aangedreven nanobots kunnen de blaas binnendringen en zich over het orgaan verspreiden met urine als katalysator, waardoor een efficiëntere aanpak ontstaat.

Pierce tumorwand

Het nieuwe proces zorgde ervoor dat nanobots botsten met de urotheel. In het verleden reduceerde dit proces de effectiviteit van procedures omdat de wand veel van de medicatie tegenhield. De nieuwe studie vond dat een grotere tumorpenetratie werd bereikt omdat de nanobots werden aangetrokken door en gemakkelijk de sponzige oppervlakte van de blaas binnendrongen.

Enkele behandeling

Traditionele blaaskankergebeurtenissen kunnen gemiddeld 6-14 ziekenhuisbehandelingen vereisen. Veel behandelingen kunnen invasieve chirurgie omvatten, wat een tol eist van de patiënt. Deze bezoeken tellen op voor de totale tijd die wordt besteed aan het behandelen van deze levensbedreigende ziekte. Het nanodeeltjesbehandelingsproces belooft deze behandeling te reduceren tot één bezoek, waardoor veel nodige tijd en middelen voor zorgprofessionals en patiënten worden vrijgemaakt.

Verlaagde 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 het behandelen van deze ziekte. Van deze kosten gaat 60% naar terugkerende behandelingen. Volgens een studie getiteld “Economische aspecten van blaaskanker: wat zijn de voordelen en kosten?”, kunnen de kosten van terugkerende medicatie zo hoog zijn als $800 per maand.

Het nieuwe proces verlaagt ziekenhuisopnames en behandeltijden en -kosten aanzienlijk. De nanobots vereisen niet zoveel monitoring en follow-up omdat ze effectiever zijn in het behandelen van alle lagen van de blaas. Het elimineren van deze geïnfecteerde pockets zorgt ervoor dat er in de toekomst geen complicaties ontstaan door overblijvende kankercellen die opnieuw actief worden.

Effectiviteit

Een andere grote reden waarom deze nieuwe methode de toekomst kan zijn, is dat het de efficiëntie aanzienlijk verbetert. Zorgprofessionals kunnen lagere doses gebruiken, wat minder bijwerkingen voor patiënten en hogere genezingspercentages betekent. De studie bewijst dat nanobot-geleverde behandeling veel effectiever is dan passieve medicatiebeheerstrategieën.

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-onderzoeksprofessor. De co-leider van het artikel is Jordi Llop, PhD, onderzoeker bij CIC biomaGUNE. Opvallend was er ook deelname van onderzoekers aan de Autonomous University of Barcelona (UAB).

Twee bedrijven die kunnen profiteren van deze studie

Veel kandidaten in de zorgsector kunnen de resultaten van deze studie gebruiken om effectievere en goedkopere behandelingen aan patiënten te bieden. Deze bedrijven hebben een uitstekende positie in de markt en hebben in het verleden vaak nieuwe strategieën en methoden geïntroduceerd. Daarom kunnen ze gemakkelijk nanobots in hun toekomstige aanbod integreren en veel voordelen behalen uit deze toevoeging.

1. ImmunityBio

(IBRX )

ImmunityBio kwam in 2014 op de markt. Het werd opgericht door Dr. Patrick Soon-Shiong om baanbrekende kanker- en infectieziektenzorg en -behandelingen te bieden. Het bedrijf wist een niche te creëren in de klinische biotechmarkt vanwege zijn pioniersinspanningen, waaronder het behalen van FDA-goedkeuring voor hun nieuwe blaaskankergebeurtenissen.

Het meest populaire aanbod van het bedrijf, ANKTIVA, wordt nu door de meeste verzekeraars gedekt. Deze goedkeuring en steun van de verzekeringsector hebben ImmunityBIO naar de top van de industrie gebracht in termen van potentieel groeipotentieel. Opvallend heeft IBRX-aandeel enkele tegenslagen gezien in het afgelopen jaar, met het bedrijf dat een verlies van $1 miljoen aangaf vorig jaar.

Dit verlies wordt door veel handelaren en analisten gezien als tijdelijk. Verschillende analisten voorspellen dat het aandeel aanzienlijke winsten zal zien als het bedrijf nieuwe blaaskankergebeurtenissen en medicijnen introduceert die het de afgelopen jaren heeft onderzocht en ontwikkeld. Het integreren van nanotechnologie in hun strategieën kan de omzet naar nieuwe hoogtes stuwen door kosten te verlagen en effectiviteit te verbeteren bij lagere doses.

2. Amgen Inc

(AMGN )

Amgen is een andere toonaangevende zorgaanbieder die zich richt op kankergebeurtenissen. Het bedrijf heeft verschillende producten die helpen bij het behandelen van cardiovasculaire aandoeningen, oncologie/hematologie, ontsteking, neurologische stoornissen, botgezondheid en nefrologie. De brede dekking heeft het bedrijf geholpen om een plek te veroveren als een van de meest actieve behandelaars beschikbaar.

Amgen is het best bekend van zijn Bispecific T-cell Engager (BiTE) therapie, Blincyto. Deze therapie kreeg FDA-goedkeuring en wordt momenteel door duizenden patiënten gebruikt om leukemie en lymfoom te behandelen. In de toekomst kan het bedrijf de nanobotbezorgingsmethode gebruiken om zijn aanbod te verbeteren en resultaten verder te verbeteren.

Opvallend heeft Amgen onlangs een bioproductiefabriek geopend en is het een partnership aangegaan met AI-specialist Nvidia om de technologie in zijn processen te integreren. Opvallend zijn AI-systemen instrumental geweest in het verlagen van de ontdekkingskosten van medicijnen in het algemeen en worden ze door handelaren als positief gezien.

Toekomst van blaaskankergebeurtenissen

De toekomst ziet er goed uit voor degenen die lijden aan blaaskanker. Ondanks dat de ziekte nog steeds duizenden levens per jaar eist, laten de vorderingen in onderzoek en ontwikkeling van effectieve behandelingen een toekomst zien waarin geïnfecteerde personen gemakkelijker toegang hebben tot behandelingen. Bovendien zullen deze behandelingen minder invasief zijn. Hieronder volgen enkele andere interessante toekomstige trends die de behandeling van blaaskanker in de toekomst kunnen beïnvloeden.

3D-geprinte organen

De 3D-printsector heeft enkele vorderingen gemaakt in de medische markt in de afgelopen 5 jaar. Vandaag zijn er 3D-printers die biomaterialen kunnen printen. Het doel is om volledig 3D-geprinte organen te kunnen maken in de nabije toekomst. Deze geprinte organen kunnen het leven van miljoenen mensen die momenteel behandeling nodig hebben, verbeteren.

Bovendien worden 3D-geprinte organen door NASA en andere ruimteagentschappen gezien als een cruciaal onderdeel van diepe ruimtereizen. Deze apparaten zullen worden gebruikt als lichtgewicht opties voor toekomstige ruimteverkenners die waarschijnlijk een enkele reis zullen maken tijdens de eerste reizen.

AI-oncologie

Een andere belangrijke ontwikkeling in de markt is de verdere integratie van AI-systemen. Deze systemen worden gebruikt in bijna elk aspect van de markt. Er zijn AI-systemen in de wereld die kanker kunnen diagnosticeren, behandelen en voorkomen, en deze procedures zullen alleen maar beter worden naarmate de AI-modellen in de komende maanden verbeteren.

Blaaskanker – onze dagen zijn geteld

Het is altijd indrukwekkend om te zien hoe nanobots worden gebruikt om de gezondheid te verbeteren. Deze kleine apparaten krijgen soms een slechte reputatie als potentieel onstopbare minirobots, maar de realiteit is veel anders. Deze kleine apparaten openen de deur voor een gezonder en traceerbaarder leven. Daarom kan het onderzoek dat in deze studie wordt gepresenteerd de weg vrijmaken voor een toekomst met veel minder kankersterfgevallen.

Leer over andere interessante roboticaprojecten nu.