(a) Schematisk illustration av spermiehybridmikromotorn och spermiefrisättningsprocessen. Svarta pilar representerar den reaktiva kraften på armarna när de träffar ett hinder. (b) Ovanifrån av tetrapodmikrostrukturen med schematiskt spermiehuvud (c) SEM-bilder av en rad tryckta tetrapodmikrostrukturer. (d) Simuleringsresultat som visar deformationen av en enda arm. Gula pilar representerar de applicerade krafterna. (i) Tillämpad kraft är 128 pN från en motil, icke-hyperaktiverade spermier. (ii) Tillämpad kraft är 450pN från en hyperaktiverad sperma. Kredit:arXiv:1703.08510 [physics.med-ph]
(Phys.org)—Ett team av forskare med Institutet för Integrativ Nanovetenskap i Tyskland har testat möjligheten att använda spermier för att leverera läkemedel till cancertumörer hos kvinnliga patienter. I deras papper laddas upp till preprint-servern arXiv , gruppen beskriver hur en sådan teknik kan fungera, deras första testresultat och vad de lärde sig av sina experiment.
På senare år har medicinska forskare har fokuserat på att utveckla bärarsystem för leverans av kemikalier till mål inuti kroppen för att behandla sjukdomar som cancer, men hittills, det har gått långsamt på grund av en mängd olika problem som att kroppen reagerar på ohjälpsamma sätt eller mål som tumörer som ställt till med en tuff front. I denna nya ansträngning, forskarna undersökte idén att använda en naturlig bärare för att leverera användbara läkemedel till specifika mål - spermier som levererar läkemedel som styrs till tumörer och andra problemställen i det kvinnliga fortplantningsorganet.
Även om det är känt att spermieceller simmar runt i slidan och letar efter ett ägg att befrukta, och i vissa fall, har varit kända för att simma upp och befrukta ägg som fortfarande finns i äggledaren, slumpmässigheten i deras beteende ansågs vara för ohållbar för läkemedelstillförsel – teamet ville kunna styra individuella spermieceller. För att åstadkomma den bedriften, de lockade spermieceller att simma in i en mycket liten hjälm belagd med järn som skulle fästa vid dess huvud. Spermierna kunde sedan styras med hjälp av en extern magnet. Hjälmen var designad med en snabbkopplingsmekanism som gjorde att den kunde lossna från spermierna när den sprang med huvudet först in i något, såsom en tumörcell, låter spermien penetrera tumörcellen på samma sätt som ett ägg, levererar drogen. Forskarna fann också att de kunde få en spermiecell att absorbera ett cancerläkemedel helt enkelt genom att blötlägga det i en lösning som innehåller läkemedlet.
Forskarna testade sin idé med hjälp av tjurspermier på ett litet spår i deras labb. De rapporterar att de lyckades flytta spermien till en önskad plats, HeLa-celler och HeLa-sfäroider – stand-ins för tumörceller. De rapporterar också att hjälmen fick spermierna att simma 43 procent långsammare än normalt. Även om testresultaten visade sig imponerande, det finns många hinder att övervinna innan en sådan teknik faktiskt kan användas på människor – först och främst, förhindra oavsiktliga graviditeter. Det är också frågan om vad som händer med de övergivna hjälmarna (tusentals skulle lämnas kvar) och om en spermiecell skulle kunna styras runt inne i människokroppen. Och sedan finns det problemet med att få tag i spermierna.
Schematisk skildring av tumörriktad läkemedelsleverans av en spermiehybrid mikromotor under magnetisk ledning med mekanisk spermiefrisättningstrigger. Kredit:arXiv:1703.08510 [physics.med-ph]
© 2017 Phys.org
