Η θεραπεία του καρκίνου αποτελεί μια από τις μεγαλύτερες προκλήσεις της επιστημονικής κοινότητας, καθώς οι παραδοσιακές μέθοδοι, όπως η χημειοθεραπεία και η ακτινοθεραπεία, δεν στοχεύουν απευθείας τα καρκινικά κύτταρα αλλά προκαλούν σοβαρές βλάβες και σε υγιείς ιστούς. Οι βλάβες αυτές συχνά ταλαιπωρούν σημαντικά τους ασθενείς, ενώ σε ορισμένες περιπτώσεις τους αποθαρρύνουν από το να συνεχίσουν τη θεραπεία.
Επιστήμονες από όλο τον κόσμο συνεχίζουν πυρετωδώς να αναζητούν τρόπους για πιο αποτελεσματικές θεραπείες κατά του καρκίνου με λιγότερες παρενέργειες, αν και η ανθρωπότητα φαίνεται να βρίσκεται πολύ μακριά από μια καθολική θεραπεία για τον καρκίνο (δείτε γιατί ΕΔΩ).
Τα καλά νέα είναι ότι τα τελευταία χρόνια έχει γίνει τεράστια πρόοδος, με τα εμβόλια κατά του καρκίνου αλλά και τις νέες στοχευμένες ανοσοθεραπείες να φαίνονται πολλά υποσχόμενες. Και τώρα, μια νέα εξέλιξη στον τομέα της ιατρικής έρχεται για να καταστήσει τα ήδη υπάρχοντα αντικαρκινικά φάρμακα πιο αποτελεσματικά, μέσα από ένα καινούργιο σύστημα χορήγησης.
Μικρορομποτικά σμήνη – Πώς χορηγούν τις θεραπείες κατά του καρκίνου
Συμβατικά, οι θεραπείες κατά του καρκίνου που βασίζονται σε παθητική διάχυση ή κυκλοφορία στο αίμα. Τα τελευταία χρόνια, όμως, οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει μια νέα τεχνολογία χορήγησης που φαίνεται να έχει πολύ καλύτερα αποτελέσματα συγκριτικά με τις συμβατικές μεθόδους: τα μικρορομποτικά σμήνη.
Τα μικρορομποτικά σμήνη είναι ομάδες πολύ μικρών ρομπότ (συνήθως σε μέγεθος μικρομέτρων ή νανομέτρων) που συνεργάζονται μεταξύ τους και μπορούν να κινηθούν με ακρίβεια μέσα σε πολύπλοκα βιολογικά περιβάλλοντα, όπως το ανθρώπινο σώμα. Η βασική τους ιδέα είναι να λειτουργούν σαν ένα ενιαίο σύστημα, αξιοποιώντας τη συνεργασία τους για να εκτελέσουν πολύπλοκες εργασίες.
Τα μικρορομποτικά σμήνη αποτελούν μια νέα προσέγγιση που αλλάζει τα δεδομένα, προσφέροντας ακριβή στόχευση. Συγκεκριμένα, σμήνη πλοηγούνται ενεργά στους όγκους και παραδίδουν τα φάρμακα απευθείας στο σημείο όπου βρίσκονται τα καρκινικά κύτταρα, μειώνοντας τις ανεπιθύμητες ενέργειες και επιτρέποντας ταυτόχρονη παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο. Μπορούν να κάνουν ταυτόχρονα παράδοση φαρμάκων, απεικόνιση και υπερθερμία, προσαρμοζόμενα στις συνεχώς μεταβαλλόμενες συνθήκες του σώματος.
Η ομάδα της Καθ. Jiangfan Yu, στο School of Science and Engineering του Chinese University of Hong Kong (Shenzhen), παρουσίασε τις εφαρμογές των μικρορομπότ στη θεραπεία του καρκίνου από την οπτική των σμηνών.
Η ανασκόπηση της ομάδας της, που δημοσιεύτηκε στο Journal of Bio-X Research, συζητά τον σχεδιασμό των μικρορομπότ για τρεις βασικές στρατηγικές:
- Εξάλειψη των καρκινικών κυττάρων: Η χημειοθεραπεία σκοτώνει τα καρκινικά κύτταρα, αλλά είναι μια αρκετά γενικευμένη και τοξική για τον οργανισμό θεραπεία. Ως εκ τούτου, ως παράπλευρη απώλεια καταστρέφονται και πολλοί υγιείς ιστοί, γεγονός που μπορεί να προκαλέσει έντονες παρενέργειες. Τα μικρορομπότ μπορούν να παραδίδουν χημειοθεραπευτικά φάρμακα στοχευμένα και να συνδυάζουν πολλαπλές θεραπείες, όπως γονιδιακή θεραπεία, ογκολυτικούς ιούς και φωτοθεραπεία.
- Διείσδυση στον όγκο: Όπως αποκαλύπτει η μελέτη, υπάρχουν μικρορομπότ που ανταποκρίνονται στο περιβάλλον του όγκου, όπως αυτά που παράγουν οξυγόνο για να μειώσουν την υποξία και μαγνητοτακτικά βακτήρια που κατευθύνονται αυτόνομα σε περιοχές με χαμηλό οξυγόνο.
- Ενίσχυση της ανοσολογικής αντίδρασης: Ορισμένα μικρορομπότ μπορούν να διευκολύνουν την είσοδο των ανοσοκυττάρων και ενισχύουν την αποτελεσματικότητα των CAR-T κυττάρων σε στερεούς όγκους.
Πώς τα μικρορομποτικά σμήνη διαφέρουν από τις άλλες νανοθεραπείες
Τα μικρορομποτικά σμήνη δεν είναι η πρώτη νανοθεραπεία που έχουμε δει τα τελευταία χρόνια. Οι νανοθεραπείες ξεκίνησαν να αναπτύσσονται τη δεκαετία του 1980, όταν οι επιστήμονες άρχισαν να μελετούν τη χρήση νανοσωματιδίων για στοχευμένη παράδοση φαρμάκων.
Ωστόσο, οι παραδοσιακές νανοθεραπείες φτάνουν στους όγκους κυρίως με παθητική διάχυση και το λεγόμενο φαινόμενο EPR (Enhanced Permeability and Retention). Με απλά λόγια, εκμεταλλεύονται το γεγονός ότι τα αγγεία των όγκων είναι πιο «διαπερατά» από τα κανονικά και κάποια σωματίδια καταφέρνουν να συγκεντρωθούν εκεί. Όμως στην πράξη μόνο περίπου 0,7% του φαρμάκου καταλήγει στον όγκο, κάτι που σημαίνει πολύ χαμηλή αποτελεσματικότητα.
Αντίθετα, τα μικρορομποτικά σμήνη δεν βασίζονται μόνο στη διάχυση, αλλά συνδυάζουν την προστασία των φαρμάκων με τη στοχευμένη δράση και την ενεργή κίνηση. Μπορούν, δηλαδή, να κινούνται μόνα τους μέσα στο σώμα, να πλοηγούνται προς τον όγκο και να παραδίδουν το φάρμακο απευθείας εκεί.
Με άλλα λόγια, ενώ οι νανοθεραπείες απλώς «παρασύρονται» και φτάνει μικρό μέρος τους στον όγκο, τα μικρορομποτικά σμήνη κατευθύνονται ενεργά και μπορούν να παραδώσουν φάρμακο πιο αποδοτικά, τόσο σε μικρές αποστάσεις μέσα στον ιστό όσο και σε μεγαλύτερες διαδρομές μέσα στο σώμα.
