კიბო, რომელიც ფილტვებში ვრცელდება, ანუ ფილტვის მეტასტაზები, უდიდესი გამოწვევაა კიბოს თანამედროვე მკურნალობაში.
ტრადიციული ქიმიოთერაპია ხშირად წარუმატებელია, რადგან არაეფექტიანია. ის პირდაპირ ფილტვებს ვერ იღებს მიზანში და ვერ კონცენტრირდება საკმარისი რაოდენობით, რათა კიბო მოსპოს.
სან-დიეგოს კალიფორნიის უნივერსიტეტის მკვლევარი ჟენსინგ ლი და მისი კოლეგები გასული ხუთი წლის განმავლობაში მუშაობდნენ ბიოჰიბრიდულ მიკრორობოტებზე – ბუნებრივი და სინთეტიკური მასალებისგან დამზადებულ ციცქნა ობიექტებზე, რომელთა გამოყენებაც შესაძლებელია მედიცინაში.
ახალ პუბლიკაციაში მათ წარმოადგინეს მწვანე წყალმცენარეებზე დაფუძნებული ბიოჰიბრიდული მიკრორობოტი, რომელსა ქიმიოთერაპიის პირდაპირ ფილტვში მიტანა და ფილტვის მეტასტაზების მკურნალობა შეუძლია.
სინთეტიკური მიკრორობოტები ძირითადად დამზადებულია რკინის ან პოლიმერული უხეში სტრუქტურებისგან, რომელთა წარმოებაც რთულია. მათ არ შეუძლიათ გარკვეულ ორგანოებთან და ქსოვილებთან წვდომა და ადამიანისთვის შეიძლება მომწამვლელიც იყოს.
მიკროწყალმცენარეები ამ პრობლემებს გვერდს უვლიან. მაგალითად, მიკროწყალმცენარეს ავტონომიურად მოძრაობა შეუძლია, რისთვისაც თმის მსგავს წანაზარდებს, სახელად შოლტებს იყენებს და ასე ხვდება სხვადასხვა ორგანოში, მათ შორის ფილტვებში. სხვა მიკროორგანიზმებთან შედარებით, ისინი ნაკლებად ტოქსიკურია. ამავე დროს, არის იაფი და ადვილად საწარმოებელი.
ჯგუფმა საკუთარ ბიოჰიბრიდ მიკრორობოტს algae-NP(DOX)-robot-ი უწოდა და ის შედგება ფარმაცევტიკაში ფართოდ გამოყენებული მიკროსკოპული, ცოცხალი მწვანე წყალმცენარის, სახელად Chlamydomonas reinhardtii-სგან და ნანონაწილაკებისგან, რომლებსაც გარს აკრავს სისხლის წითელი უჯრედების მემბრანები.
უჯრედის მემბრანა ბუნებრივი კამუფლაჟის როლს ასრულებს, რათა გააძლიეროს მიკრორობოტის ბიოთავსებადობა და არ დაუშვას პაციენტის იმუნური სისტემის მხრიდან თავდასხმა. ნანონაწილაკებს შიგნით მოთავსებულია ქიმიოთერაპიის ჩვეულებრივი პრეპარატი, სახელად დოქსორუბიცინი.
წყალმცენარეზე დაფუძნებული მიკრორობოტები მკვლევრებმა ფილტვის მეტასტაზების მქონე თაგვებზე გამოსცადეს. ამ მიკრორობოტების ტრაქეაში შეყვანის გზით, პრეპარატის პირდაპირ ფილტვებისთვის მიწოდების შესაძლებლობა მიეცათ; ამავე დროს, მინიმუმამდე მცირდება გვერდითი ეფექტები სხვა ორგანოებზე.
ფილტვებში მოხვედრის შემდეგ, წყალმცენარეზე დაფუძნებულ მიკრორობოტებს თავისუფლად ცურვა და ფილტვის ქსოვილებში პრეპარატის გავრცელება შეუძლიათ. ამავე დროს, ისინი გვერდს უვლიან იმუნურ სისტემასაც, რაც ნანონაწილაკებიდან პრეპარატის თანდათან გამოყოფის საშუალებას იძლევა.
თავისუფალი პრეპარატისა და პრეპარატშემცველი სტატიკური ნანონაწილაკებისგან განსხვავებით, რომლებსაც თავისით მოძრაობა არ შეუძლიათ, მკვლევართა მიერ შექმნილი ბიოჰიბრიდი მიკრორობოტები დიდი კონცენტრაციით აკუმულირდნენ და ფილტვებში დიდხანს შენარჩუნდნენ.
ვინაიდან მიკრორობოტებმა ქიმიოთერაპია უფრო ეფექტიანად მიიტანა დაავადებულ ფილტვის ქსოვილებთან, მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდა მკურნალობის შედეგები — თაგვებში შემცირდა ფილტვის კიბო და გაიზარდა მათი გადარჩენის მაჩვენებელი.
ამ მეთოდით ნამკურნალებ თაგვებში გადარჩენის საშუალო დრო 40 პროცენტით გაიზარდა, 27 დღიდან 37 დღემდე.
იმუნურმა უჯრედებმა მიკრორობოტები თანდათან არატოქსიკურ კომპონენტებად დაშალა და სრულიად გამოდევნა სხეულიდან.
შედეგები აჩვენებს, რომ ბიოჰიბირიდული მიკრორობოტები წარმოადგენს მძლავრ მიდგომას ფილტვებში პრეპარატის შესატანად და ფილტვის დაავადებების სამკურნალოდ.
იგივე მწვანე წყალმცენარის მიკრორობოტის პლატფორმა მათ უკვე გამოყენებული ჰქონდათ ფილტვის მწვავე პნევმონიის სამკურნალოდ. ახლა ისინი ფოკუსირებული არიან ფილტვის სხვა პრობლემური დაავადებების მკურნალობაზეც, მათ შორის კისტური ფიბროზზე და ფილტვის იდიოპათური ფიბროზი.
ისინი ასევე მუშაობენ ბიოჰიბრიდული მიკრორობოტების სხეულში უფრო ეფექტიანი და არაინვაზიური შეყვანის გზებზე.
კლინიკებში მათი გამოჩენისთვის გარკვეული დროა საჭირო, მაგრამ საერთო ჯამში, ამ მიდგომამ საფუძველი უნდა დაუდოს კიბოს ბიოინჟინერულ მკურნალობას.
კვლევა Science Advances-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია The Conversation-ის მიხედვით.
