Nanoboter kan være nøkkelen til å bekjempe blærekreft

En ny studie utforsker bruken av nanoboter for å distribuere tumor‑drepende medisiner mer effektivt til pasienter. Forskerne benyttet små selvbevegelige maskiner som kunne trenge dypere inn i blærekreftsvulster sammenlignet med nåværende metoder. Resultatene kan ha en kraftig innvirkning på behandlingen fremover. Her er alt du trenger å vite.

Blærekreft

Blærekreft er en av de ledende dødsårsakene verden over. En nylig studie fra American Cancer Society anslo at rundt 82 000 personer vil bli diagnostisert med blærekreft i 2023 alene. Av de diagnostiserte vil rundt 16,5 000 ikke overleve sykdommen. Som sådan er det lett å forstå hvorfor det legges betydelig innsats for å redusere antallet mennesker som vil bli rammet av blærekreft i de kommende årene.

Hovedårsakene til blærekreft er røyking, yrkesmessig eksponering for kreftfremkallende stoffer, kostholdsfaktorer, gener, eksponering for dieselrøyk og strålebehandling. Merk at rundt 75 % av bekreftede blærekreftsvulster er ikke‑muskelinvasive, noe som betyr at kreften kun befinner seg i det indre cellelaget.

Nåværende behandling

De nåværende metodene for å behandle blærekreft er effektive og ikke farlige. Imidlertid gir de mye rom for forbedring. Den vanligste prosedyren innebærer å administrere medisiner direkte til blæren. Problemet med å behandle blæren i forhold til andre organer er at den er designet for kontinuerlig å skylle ut giftstoffer med urin.

Urin, kombinert med sedimentering, fører til lav terapeutisk effekt. Legemidler kan ha vanskelig for å diffundere fullt ut i et urinrikt miljø som stadig bytter ut væsker for å holde seg rent. I tillegg er det vanskelig å få medisinen inn i alle hjørner av blæren, noe som resulterer i at noen cellelag forblir ubehandlet.

Disse ubehandlede cellene kan bli fremtidige svulster og føre til at pasienten må gjennomgå flere prosedyrer og overvåkning for å sikre effekt i de påfølgende fem årene etter behandlingen. Heldigvis har forskere brukt mange år på å finne den beste måten å levere disse livsviktige medisinene på, og denne siste utviklingen viser enormt potensial.

Nanobotstudie

The study, “Urease-drevne nanoboter for radionuklidblærekreftbehandling,” ble publisert i Nature Nanotechnology. I artikkelen diskuterer forskerne bruken av radio‑merkede mesoporøse silika‑baserte urease‑drevne nanoboter for å forbedre behandlingsprosedyrene for blærekreft. Spesielt ønsket ingeniørene å se hvordan nanopartiklene trengte gjennom blærevæggene og spredte seg i organene.

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

Nanomaskiner

Nanobotene som ble brukt i dette eksperimentet er formet som porøse kuler. De er laget av silika og er designet for å selvbevege seg når de utsettes for proteinet urease, som finnes i urin. Forskerne overvåket hvordan silikonnanopartiklene (MSNPs) beveget seg gjennom organet og nådde de dypeste hjørnene. Spesielt beveger nanobotene seg ved hjelp av ammoniakk og CO₂ som dannes ved den asymmetriske nedbrytningen av urease rundt enheten.

Test

Testfasen involverte to laboratoriemus, in vivo og ex vivo. Begge musene hadde blærekreftsvulster lokalisert dypt i organene deres. Forskerne injiserte nanopartikler direkte i pasientene slik at teamet kunne studere nanopartiklenes manøvrerbarhet og deres opphopning i organet. Merk at musene ble gjort om til å endre posisjon hvert 30. minutt for å lette jevn fordeling i organet. Her er hva som ble lært.

Museforsøk

Museforsøk ble brukt for å studere penetrasjonsnivået som nanopartiklene oppnådde. For å utføre dette brukte teamet radio‑ioderte nanoboter. Teamet benyttet den vanlig brukte Iodine‑131 og positronemisjonstomografi (PET) for å se nøyaktig hvilke lag som ble behandlet.

Optisk system

Ingeniørene utviklet et nytt fluorescensmikroskopisystem ved IRB Barcelona. Denne nye optiske testprosessen gir en grundig 3D‑modell som viser penetrasjonsnivåer i organet. Spesielt gjorde et system som brukte merkeløs optisk kontrast basert på polariseringsavhengig spredt lys‑ark mikroskopi av rensede blærer prosessen enklere. Det eliminerte lyset som vanligvis brytes av leveren, noe som gjorde det mye lettere å bekrefte nanopartiklenes bevegelse.

Resultater

Testresultatene var øyeåpnende. Den nye prosessen klarte å oppnå langt bedre spredning og penetrasjon sammenlignet med tradisjonelle metoder. Spesielt reduserte en enkelt dose av urea‑drevne, radionuklid‑bærende nanoroboter størrelsen på svulstene hos testpersonene med 90 %. Interessant nok oppdaget teamet at nanobotene kunne bryte ned blærevæggen og den ekstracellulære veggen av svulsten ved å endre pH‑nivåene.

Fordeler

Det er flere fordeler som den nye blærekreftstudien gjør mulig. For det første viser den forbedret diffusjon og blandingskapasitet. Dermed blir behandlingene mer effektive. De selvbevegende nanobotene kan gå inn i og spre seg gjennom blæren ved å bruke urin som katalysator, noe som skaper en mer effektiv tilnærming.

Gjennomtrenge svulstveggen

Den nye prosessen fikk nanobotene til å kollidere med urothelet. Tidligere reduserte denne prosessen effektiviteten av prosedyrer fordi veggen hindret mye av medisinen i å komme inn. Den nye studien fant at større tumorpenetrasjon ble oppnådd ettersom nanobotene ble tiltrukket av og lett trengte gjennom den mer svampete overflaten av blæren.

Enkeltbehandling

Tradisjonelle blærekreftbehandlinger kan i gjennomsnitt kreve 6–14 sykehusbehandlinger. Mange behandlinger kan inkludere invasiv kirurgi, noe som belaster pasienten. Disse besøkene summerer seg til total tid brukt på å behandle denne livstruende sykdommen. Nanopartikkelbehandlingsprosessen lover å redusere dette til ett enkelt besøk, og frigjør dermed verdifull tid og ressurser for helsepersonell og pasienter.

Reduserte kostnader

Blærekreft er en av de dyreste sykdommene i verden å behandle. I gjennomsnitt kan en pasient ende opp med å bruke mellom $40 000 og $190 000 på behandling av denne sykdommen. Av disse kostnadene går 60 % til gjentatte behandlinger. Ifølge en studie «Economic aspects of bladder cancer: what are the benefits and costs?», kan gjentatte medikamentkostnader være så høye som $800 per måned.
Den nye prosessen reduserer sykehusinnleggelser, behandlingstid og kostnader betydelig. Merk at nanoboter ikke krever så mye overvåking og oppfølging fordi de er mer effektive i å behandle alle lagene i blæren. Å eliminere disse infiserte lommer sikrer at det ikke oppstår fremtidige komplikasjoner som følge av rester av kreftceller som blir aktive igjen.

Effektivitet

En annen stor grunn til at denne nye metoden kan være fremtiden, er at den forbedrer effektiviteten betydelig. Helsepersonell kan bruke lavere doser, noe som betyr færre bivirkninger for pasientene og høyere kurasjonsrater. Studien viser at nanobot‑leverert behandling er langt mer effektiv enn passive medikamentadministrasjonsstrategier.

Forskere

Flere forskergrupper, ledet av Institute for Bioengineering of Catalonia (IBEC) og CIC Imagine, deltok i denne studien. Hovedforsker på prosjektet var Samuel Sánchez, PhD, ICREA‑forskningsprofessor. Medleder på artikkelen er Jordi Llop, PhD, en forsker ved CIC biomaGUNE. Merk at det også var deltakelse fra forskere ved Universitat Autònoma de Barcelona (UAB).

To selskaper som kan ha nytte av denne studien

Mange aktører i helsesektoren kan implementere funnene i denne studien for å tilby mer effektive og rimeligere behandlinger til pasienter. Disse selskapene har sterke posisjoner i markedet og har ofte introdusert nye strategier og metoder tidligere. Som sådan kan de enkelt integrere nanoboter i sine fremtidige tilbud og høste mange fordeler av denne tilleggsfunksjonen.

1. ImmunityBio

(IBRX )

ImmunityBio gikk inn i markedet i 2014. Det ble grunnlagt av Dr. Patrick Soon‑Shiong for å tilby banebrytende kreft- og infeksjonssykdomsbehandlinger. Selskapet klarte å skape en nisje i det klinisk‑stadiet biotek‑markedet på grunn av sine pionerarbeider, som inkluderer å bli ett av bare noen få børsnoterte selskaper som har sikret FDA‑godkjenning for sine nye blærekreftbehandlinger.

Firmaets mest populære tilbud, ANKTIVA, er nå dekket av de fleste forsikringsselskaper. Denne godkjenningen og støtten fra forsikringssektoren har katapultert ImmunityBIO til toppen av bransjen når det gjelder potensiell vekst. Merk at IBRX‑aksjen har opplevd noen tilbakeganger det siste året, med selskapet som rapporterte et tap på $1 M i fjor.

Dette tapet blir sett på som midlertidig av mange tradere, og flere analytikere forutsier at aksjen vil oppleve betydelige gevinster når selskapet lanserer nye blærekreftbehandlinger og medisiner som de har forsket på og utviklet de siste årene. Å integrere nanoteknologi i deres strategier kan drive inntektene til nye høyder ved å redusere kostnader og forbedre effektiviteten med lavere doser.

2. Amgen Inc

(AMGN )

Amgen er en annen banebrytende leverandør innen helse som fokuserer på kreftbehandlinger. Selskapet har flere produkter som hjelper de som lider av kardiovaskulære tilstander, onkologi/hematologi, betennelse, nevrologiske lidelser, benhelse og nefrologi. Den brede dekningen har hjulpet selskapet med å sikre en plass som en av de mest aktive behandlingsleverandørene.

Amgen er mest kjent for sin bispesifikke T‑celle‑engasjerende (BiTE) terapi, Blincyto. Denne terapien fikk FDA‑godkjenning og brukes nå av tusenvis av pasienter som behandler leukemi og lymfom. I fremtiden kan selskapet utnytte nanobot‑leveringsmetoden for å forbedre sine tilbud og oppnå enda bedre resultater.

Merkbart fortsetter Amgen å utvide sine tilbud og teknologi. Selskapet åpnet nylig et bioproduksjonsanlegg og har inngått partnerskap med AI‑spesialisten Nvidia for å integrere teknologien i sine prosesser. AI‑systemer har vært avgjørende for å senke kostnadene ved legemiddelforskning generelt, og de blir sett på som en positiv faktor for tradere.

Fremtiden for blærekreftbehandling

Fremtiden ser lys ut for de som lider av blærekreft. Til tross for at sykdommen fortsatt krever tusenvis av liv hvert år, viser fremskrittene innen forskning og utvikling av effektive behandlinger en fremtid hvor berørte personer kan få tilgang til behandlinger lettere. I tillegg vil disse behandlingene være mindre invasive. Her er noen andre kule futuristiske trender som kan påvirke blærekreftbehandlinger i fremtiden.

3D‑utskrevne organer

3D‑printsektoren har gjort noen fremskritt i det medisinske markedet de siste fem årene. I dag finnes det 3D‑skrivere som kan skrive ut biomaterialer. Målet er å kunne skrive ut organer fullstendig i 3D snart. Disse utskrevne organene kan forbedre livet til millioner av mennesker som nå trenger behandling.
I tillegg ser NASA og andre rombyråer på 3D‑utskrevne organer som en kritisk komponent for reiser i dyp rom. Disse enhetene vil bli brukt som lettvektige alternativer for fremtidige romutforskere som sannsynligvis vil være på en enveistreise under de tidlige oppdragene.

AI‑onkologi

En annen stor utvikling i markedet er den videre integreringen av AI‑systemer. Disse systemene har blitt brukt i nesten alle aspekter av markedet. Det finnes AI‑systemer i verden som kan diagnostisere, behandle og forebygge kreft bedre enn eldre alternativer. Disse prosedyrene vil bare bli bedre etter hvert som AI‑modellene forbedres i de kommende månedene.

Blærekreft – Våre dager er talte

Det er alltid imponerende når du ser nanoboter brukt for bedre helse. Disse små enhetene får noen ganger et dårlig rykte som potensielt ustoppelige mini‑roboter, men virkeligheten er helt annerledes. Disse små enhetene åpner døren til en sunnere og mer sporbar livsstil. Dermed kan forskningen i denne studien bane vei for en fremtid med langt færre kreftdødsfall.

Lær om andre kule robotikk prosjekter nå.