Rak pęcherza jest jednym z najczęściej występujących nowotworów na świecie – to czwarty najczęstszy nowotwór spotykany u mężczyzn. Chociaż wskaźnik śmiertelności jest stosunkowo niski, prawie połowa guzów pęcherza daje wznowę w ciągu 5 lat, co wymaga ciągłego monitorowania pacjentów. Częste wizyty w szpitalu i potrzeba powtarzania leczenia sprawiają, że rak pęcherza należy do nowotworów najdroższych w leczeniu.

Obecnie stosowane terapie obejmują na przykład bezpośrednie podawanie leków do pęcherza i dają dobre wyniki przeżycia, ale ich skuteczność terapeutyczna pozostaje niska. Obiecującą alternatywą jest stosowanie nanocząstek, a nawet samobieżnych nanorobotów, które mogłyby dostarczać środki terapeutyczne bezpośrednio do guza. To pozwoliłoby skrócić pobyt w szpitalu, ograniczyć koszty i poprawić komfort pacjentów.

Badania (DOI: 10.1038/s41565-023-01577-y) prowadzone przez naukowców z Instytutu Bioinżynierii Katalonii (IBEC) i CIC Biomagune we współpracy z Instytutem Badań Biomedycyny (IRB Barcelona) oraz University of Barcelona (UAB) dotyczyły możliwości innowacyjnego leczenia raka pęcherza.

Guzy pęcherza występujące u myszy udało się zmniejszyć aż o 90 proc za pomocą pojedynczej „dawki” nanonorobotów wykorzystujących obecny w moczu mocznik jako źródło energii i wyposażonych w dawkę niszczącego patologiczne tkanki radioizotopu.

Te nanomaszyny to porowate kulki z krzemionki. Na ich powierzchni obecne są elementy o wyspecjalizowanych funkcjach. Na przykład enzym ureaza reaguje z mocznikiem występującym w moczu, co pozwala kulce poruszać się. Z kolei radioaktywny jod to radioizotop powszechnie stosowany do miejscowego leczenia guzów.

„Przy jednej dawce zaobserwowaliśmy 90 proc. spadek objętości guza. To znacznie bardziej wydajne, biorąc pod uwagę, że pacjenci z tym typem guza zwykle mają od 6 do 14 wizyt szpitalnych przy bieżących metodach leczenia. Takie podejście do leczenia zwiększyłoby wydajność, ograniczyłoby długość hospitalizacji i koszty leczenia” - wyjaśnił Samuel Sánchez, profesor IBEC.

Dalsze badania mają ustalić, czy po zakończeniu leczenia guzy nawracają.

Wcześniej udało się wyjaśnić, że zdolność nanorobotów do samodzielnego poruszania pozwoliła im dotrzeć do wszystkich ścian pęcherza. Tymczasem obecnie stosowana procedura wymaga po podaniu leku bezpośrednio do pęcherza zmiany pozycji pacjenta co pół godziny, aby upewnić się, że lek dotrze do wszystkich ścian narządu. Natomiast przy użyciu nanorobotów radioizotop kumuluje się w guzie, co potwierdzono stosując różne metody, na przykład pozytonową tomografię emisyjną (PET) czy odmianę mikroskopii fluorescencyjnej opracowaną specjalnie dla tego projektu w Barcelonie. System skanuje różne warstwy pęcherza i zapewnia rekonstrukcję 3D, umożliwiając w ten sposób obserwację całego narządu.

„Opracowany przez nas innowacyjny system optyczny umożliwił wyeliminowanie światła odbijanego przez sam guz, umożliwiając identyfikację i zlokalizowanie nanocząstek w całym narządzie bez uprzedniego znakowania, przy niespotykanej rozdzielczości” - wyjaśnił Julien Colombelli, specjalista od zaawansowanej platformy mikroskopii cyfrowej w IRB Barcelona.

Choć nanoroboty nie mają wyspecjalizowanych przeciwciał do rozpoznania guza, a tkanka nowotworowa jest zwykle sztywniejsza niż zdrowa tkanka, nanoroboty mogą działać na guz poprzez lokalne zwiększenie pH dzięki reakcji chemicznej. To sprzyja większej penetracji guza i gromadzeniu się w nim nanorobotów. O ile zdrowy nabłonek pęcherza nie jest penetrowany przez nanoroboty, to z łatwością dostają się one do wnętrza gąbczastego guza – i gromadzą się tam. Specyficzność takiej terapii mogłaby pozwolić na zastosowanie radioizotopów o silniejszym działaniu.(PAP)

Paweł Wernicki

pmw/ agt/