Microbot derivati ​​dalle alghe prendono di mira il cancro alla vescica.

Tracciati tramite immagini in tempo reale, i robot miniaturizzati aiutano i farmaci a penetrare in profondità nel tessuto tumorale, limitando al contempo i danni alle cellule sane.

Nei test di laboratorio sui topi, questo approccio ha aumentato la penetrazione del farmaco di oltre 10 volte rispetto al metodo di trattamento standard. Dopo una settimana di terapia, il carico tumorale si è ridotto a meno del 3% rispetto a quello osservato nel gruppo sottoposto al trattamento convenzionale.

Secondo gli esperti, questa tecnologia potrebbe migliorare l’efficienza della somministrazione locale della chemioterapia, riducendo potenzialmente l’esposizione al farmaco e migliorando al contempo l’efficacia del trattamento.

Il cancro alla vescica è tra i 10 tumori più comuni al mondo. Spesso viene trattato chirurgicamente per rimuovere il tumore, seguito dall’instillazione diretta di farmaci , che vengono somministrati nella vescica tramite un catetere.

Tuttavia, i farmaci spesso faticano a penetrare in profondità nel tessuto tumorale, limitandone l’efficacia e richiedendo tempi di trattamento più lunghi o dosaggi più elevati.

Realizzato a partire da microalghe naturali

i ricercatori dell’Università di Edimburgo e dell’Università di Xiamen, in Cina, hanno sviluppato microrobot magnetici bioibridi Per superare questa difficoltà, , ingegnerizzati a partire da microalghe naturali. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Nanotechnology .

Le alghe unicellulari sono biocompatibili e biodegradabili, il che ne consente l’utilizzo sicuro nell’organismo, e la loro delicata struttura nanoporosa si presta bene al confezionamento sicuro e al rilascio controllato di farmaci. Inoltre, secondo i ricercatori, sono abbondanti in natura, economiche e adatte alla produzione su larga scala.

I microrobot sono caricati con il farmaco chemioterapico doxorubicina e guidati verso i tumori mediante campi magnetici programmati esternamente.

Grazie al feedback in tempo reale delle immagini ecografiche , i ricercatori possono controllare con precisione il movimento dello sciame di robot carichi di farmaci all’interno della vescica, facendoli rotolare e ruotare per passare dalla modalità di trasporto a quella di rilascio, consentendo così una somministrazione mirata del farmaco.

I ricercatori hanno paragonato il movimento coordinato dei microbot attraverso spazi ristretti a quello di banchi di pesci o stormi di uccelli che si muovono insieme.

Consegna rapida con meno effetti collaterali

Il team ha testato la tecnologia su topi affetti da tumori alla vescica e ha scoperto che i microrobot rilasciavano farmaci all’interno del tumore in modo rapido ed efficiente, riducendo al minimo gli effetti collaterali.

Il trattamento sui topi può essere completato in circa 30 minuti, rispetto ai tempi di esposizione molto più lunghi spesso utilizzati nei trattamenti convenzionali.

Secondo i ricercatori, il miglioramento dell’effetto terapeutico potrebbe favorire strategie meno invasive per il trattamento del cancro alla vescica, sebbene siano necessari ulteriori studi.

Il dottor Qi Zhou, co-responsabile dello studio e docente di informatica biomedica presso l’Istituto di Neuroscienze e Ricerca Cardiovascolare dell’Università di Edimburgo, ha affermato: “I nostri microrobot sono realizzati a partire da microalghe a forma di compressa, possono essere guidati a distanza verso il tumore utilizzando immagini in tempo reale e rilasciano i farmaci esattamente dove sono necessari per favorire una rapida penetrazione nei tessuti in modo minimamente invasivo”.

La professoressa Xiaohui Yan, dell’Università di Xiamen in Cina, ha dichiarato: “Questo studio evidenzia un approccio non invasivo per superare le barriere biologiche che limitano la penetrazione dei farmaci nei tumori della vescica. Stiamo ora discutendo con gli ospedali la possibilità di condurre studi di follow-up traslazionali, con l’obiettivo a lungo termine di avviare sperimentazioni cliniche dopo un’ulteriore validazione preclinica e l’approvazione da parte delle autorità regolatorie”.

Abstract

L’instillazione intracavitaria di farmaci è una strategia terapeutica cruciale per il trattamento del cancro alla vescica. Tuttavia, i metodi attuali presentano limitazioni in termini di efficacia dovute all’insufficiente targeting del tumore e alla scarsa penetrazione del farmaco attraverso le barriere tissutali in condizioni fisiopatologiche. In questo studio, abbiamo ideato microrobot bioibridi a base di alghe magnetiche con una struttura nanoporosa gerarchica e sviluppato una strategia di trasporto convettivo senza contatto, mediata da “algebot”, per integrare sinergicamente il trasporto mirato del vettore, il rilascio selettivo del farmaco e la penetrazione ultraveloce nei tessuti. Il nostro approccio sfrutta il feedback di immagini intelligente per la navigazione autonoma, il controllo multimodale basato sulla magnetite per lo sciame riconfigurabile e la diffusione convettiva a flusso controllato per la somministrazione terapeutica su richiesta. Esemplifichiamo questo approccio con Coscinodiscus granii magnetico caricato con doxorubicina , valutato in un modello murino di tumore alla vescica, dimostrando un aumento di oltre dieci volte nella permeazione del farmaco e una sostanziale riduzione del carico tumorale a meno del 3% rispetto all’instillazione intravescicale convenzionale in uno studio preclinico di una settimana di terapia, senza indurre tossicità sistemica. Il nostro sistema di rilascio del farmaco offre una soluzione non invasiva per superare complesse barriere biologiche, migliorando l’efficacia e la sicurezza della chemioterapia intracavitaria.

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