Forskare från Polytechnique Montréal, Université de Montréal och McGill University har precis fått ett spektakulärt genombrott inom cancerforskningen. De har utvecklat nya nanorobotiska medel som kan navigera genom blodomloppet för att administrera ett läkemedel med precision genom att specifikt rikta in sig på de aktiva cancercellerna i tumörer. Detta sätt att injicera medicin säkerställer optimal inriktning av en tumör och undviker att äventyra integriteten hos organ och omgivande friska vävnader. Som ett resultat, läkemedelsdosen som är mycket giftig för den mänskliga organismen skulle kunna reduceras avsevärt.

Detta vetenskapliga genombrott har precis publicerats i den prestigefyllda tidskriften Naturens nanoteknik i en artikel med titeln "Magneto-aerotaktiska bakterier levererar läkemedelsinnehållande nanoliposomer till tumörhypoxiska regioner." Artikeln noterar resultaten av forskningen på möss, som framgångsrikt administrerades nanorobotiska medel i kolorektala tumörer.

"Dessa legioner av nanorobotiska medel var faktiskt sammansatta av mer än 100 miljoner flagellerade bakterier - och därför självgående - och laddade med läkemedel som rörde sig genom att ta den mest direkta vägen mellan läkemedlets injektionspunkt och det område av kroppen som skulle botas, " förklarar professor Sylvain Martel, innehavare av Canada Research Chair in Medical Nanorobotics och chef för Polytechnique Montréal Nanorobotics Laboratory, som leder forskargruppens arbete. "Drogens drivkraft var tillräcklig för att resa effektivt och komma in djupt inne i tumörerna."

När de går in i en tumör, de nanorobotiska medlen kan på ett helt autonomt sätt upptäcka de syrefattiga tumörområdena, kända som hypoxiska zoner, och leverera läkemedlet till dem. Denna hypoxiska zon skapas av den betydande förbrukningen av syre av snabbt proliferativa tumörceller. Hypoxiska zoner är kända för att vara resistenta mot de flesta terapier, inklusive strålbehandling.

Men att få tillgång till tumörer genom att gå vägar så små som en röd blodkropp och korsa komplexa fysiologiska mikromiljöer kommer inte utan utmaningar. Så professor Martel och hans team använde nanoteknik för att göra det.

Bakterier med kompass

Att flytta runt, bakterier som används av professor Martels team förlitar sig på två naturliga system. En sorts kompass skapad av syntesen av en kedja av magnetiska nanopartiklar gör att de kan röra sig i riktning mot ett magnetfält, medan en sensor som mäter syrekoncentrationen gör att de kan nå och stanna kvar i tumörens aktiva regioner. Genom att utnyttja dessa två transportsystem och genom att exponera bakterierna för ett datorstyrt magnetfält, forskare visade att dessa bakterier perfekt skulle kunna replikera framtidens konstgjorda nanoroboter utformade för denna typ av uppgift.

"Denna innovativa användning av nanotransportörer kommer att ha en inverkan inte bara på att skapa mer avancerade ingenjörskoncept och originella interventionsmetoder, men det öppnar också dörren på vid gavel för syntesen av nya fordon för terapeutiska, bildbehandlingsmedel och diagnostiska medel, "Professor Martel tillägger." Kemoterapi, som är så giftigt för hela människokroppen, kan använda dessa naturliga nanoroboter för att flytta droger direkt till det riktade området, eliminerar de skadliga biverkningarna samtidigt som den ökar dess terapeutiska effektivitet."