Magneettinen bakteeri kuljettaa lääkkeet kasvaimeen. Kuva: Nanorobotics Laboratory / Polytechnique Montreal
Valtameren syvyyksistä löytyi bakteereja, jotka kykenevät kuljettamaan myrkyllisiä lääkkeitä täsmällisesti oikeaan osoitteeseen kudoksessa.
Syöpähoidon pahimpia hankaluuksia on toimittaa solumyrkyt kasvaimeen niin, ettei terve kudos kärsi.
Viime aikoina tarkoitukseen on kehitetty nanolääkkeitä, jotka on suunniteltu niin, että vain syöpäsolut ottavat ne vastaan. Harmina on kuitenkin ollut se, että lääkeaineita ei ole saatu vietyä perille riittävästi. Niitä pitäisi saada kuljetettua erityisesti sinne, missä solujen jakautuminen on kiivainta. Näitä kohtia merkkaa vähäinen happipitoisuus.
”Vain hyvin pieni osa lääkettä saavuttaa nämä kudosalueet, joista etäpesäkkeiden uskotaan kumpuavan. Niille osuminen todennäköisesti vähentäisi etäpesäkkeitä ja maksimoisi syöpähoidon vaikutuksen”, arvioi Montrealin NanoRobotics-laboratorion johtaja Sylvain Martel Science Daily -uutispalvelussa .
Martel ryhtyi tutkimusryhmineen kehittämään nanorobotteja, jotka kuljettaisivat lääkkeet näille kasvaimen happikatoalueille. Sitten tutkijoille valkeni, että luonto on jo kehittänyt kuljetusvälineen: valtamerten syvyyksien vähähappisissa oloissa elävän Magnetococcus marinus -bakteerin eli mc ykkösen.
Mc-1 suunnistaa magneettisten nanokiteiden avulla, ja sillä on anturit, joilla se tunnistaa happipitoisuuden muutoksia.
Martelin ryhmä testasi, voisiko tätä syvänmerenbakteeria hyödyntää myös lääketaksina. Tutkijat pistivät paksusuolen syöpää sairastaviin hiirimalleihin joko eläviä tai kuolleita mc-1-bakteereja. Verrokit saivat pistoksen piskuisia rakeita, jotka olivat samankokoisia kuin mc-1-bakteerit, mutta eivät magneettisia.
Pistos tehtiin syöpäkasvaimessa kiinni olevaan kudokseen. Sitten hiiriin luotiin magneettikenttä, joka ohjasi bakteerit kasvaimeen.
Verrokkirakeista ja kuolleista bakteereista päätyi kasvaimeen vain pieni osa. Eläviä mc-1-bakteereita sen sijaan löytyi runsain määrin syvältä kasvaimen uumenista, erityisesti alueilta, joilla on vähän happea.
”Kun bakteerit pääsevät kasvaimen sisään, napsautamme magneettikentän pois päältä. Tällöin bakteerit automaattisesti etsiytyvät happisensoriensa avulla hapettomille solualueille”, Martel selittää.
Seuraavaksi tutkijat testasivat, haittaisiko lääkeyhdisteiden lastaaminen bakteerien kyytiin niiden kulkemista. Osoittautui, että yli puolet niistä löysi kohteeseen ylimääräisestä kuormasta huolimatta. Määrä on suuri verrattuna siihen, että nykymenetelmin vain noin kaksi prosenttia nanolääkkeisestä saadaan kuljetettua kasvaimeen.
Nyt Martelin ryhmä testaa, kuinka tehokkaita magneettiset bakteeritaksit ovat kutistamaan kasvaimia. He kehittävät myös magneettisia ”kuljetusaluksia”, joihin bakteerit voitaisiin pakata ja vapauttaa vasta, kun ne ovat uineet liki kasvainta. Näin niitä voitaisiin käyttää myös sellaisiin syöpäkudoksiin, joihin ei pistoksin ylletä.
Martelin mukaan alustavat tulokset hiirillä ja rotilla vihjaavat, että magneettiset bakteerit ovat haitattomia ihmiskäytössä. Lisäturvaa antaa se, että bakteerit kuolevat puolessa tunnissa pistoksen jälkeen.
”Nämä bakteerit todella ovat huikeita. Ne ovat halpoja, ja niitä voi pistää satoja miljoonia kerralla”, kehuu Martel.
Tutkimuksen julkaisi Nature Nanotechnology.
Syöpähoidon pahimpia hankaluuksia on toimittaa solumyrkyt kasvaimeen niin, ettei terve kudos kärsi.
Viime aikoina tarkoitukseen on kehitetty nanolääkkeitä, jotka on suunniteltu niin, että vain syöpäsolut ottavat ne vastaan. Harmina on kuitenkin ollut se, että lääkeaineita ei ole saatu vietyä perille riittävästi. Niitä pitäisi saada kuljetettua erityisesti sinne, missä solujen jakautuminen on kiivainta. Näitä kohtia merkkaa vähäinen happipitoisuus.
”Vain hyvin pieni osa lääkettä saavuttaa nämä kudosalueet, joista etäpesäkkeiden uskotaan kumpuavan. Niille osuminen todennäköisesti vähentäisi etäpesäkkeitä ja maksimoisi syöpähoidon vaikutuksen”, arvioi Montrealin NanoRobotics-laboratorion johtaja Sylvain Martel Science Daily -uutispalvelussa .
Martel ryhtyi tutkimusryhmineen kehittämään nanorobotteja, jotka kuljettaisivat lääkkeet näille kasvaimen happikatoalueille. Sitten tutkijoille valkeni, että luonto on jo kehittänyt kuljetusvälineen: valtamerten syvyyksien vähähappisissa oloissa elävän Magnetococcus marinus -bakteerin eli mc ykkösen.
Mc-1 suunnistaa magneettisten nanokiteiden avulla, ja sillä on anturit, joilla se tunnistaa happipitoisuuden muutoksia.
Martelin ryhmä testasi, voisiko tätä syvänmerenbakteeria hyödyntää myös lääketaksina. Tutkijat pistivät paksusuolen syöpää sairastaviin hiirimalleihin joko eläviä tai kuolleita mc-1-bakteereja. Verrokit saivat pistoksen piskuisia rakeita, jotka olivat samankokoisia kuin mc-1-bakteerit, mutta eivät magneettisia.
Pistos tehtiin syöpäkasvaimessa kiinni olevaan kudokseen. Sitten hiiriin luotiin magneettikenttä, joka ohjasi bakteerit kasvaimeen.
Verrokkirakeista ja kuolleista bakteereista päätyi kasvaimeen vain pieni osa. Eläviä mc-1-bakteereita sen sijaan löytyi runsain määrin syvältä kasvaimen uumenista, erityisesti alueilta, joilla on vähän happea.
”Kun bakteerit pääsevät kasvaimen sisään, napsautamme magneettikentän pois päältä. Tällöin bakteerit automaattisesti etsiytyvät happisensoriensa avulla hapettomille solualueille”, Martel selittää.
Seuraavaksi tutkijat testasivat, haittaisiko lääkeyhdisteiden lastaaminen bakteerien kyytiin niiden kulkemista. Osoittautui, että yli puolet niistä löysi kohteeseen ylimääräisestä kuormasta huolimatta. Määrä on suuri verrattuna siihen, että nykymenetelmin vain noin kaksi prosenttia nanolääkkeisestä saadaan kuljetettua kasvaimeen.
Nyt Martelin ryhmä testaa, kuinka tehokkaita magneettiset bakteeritaksit ovat kutistamaan kasvaimia. He kehittävät myös magneettisia ”kuljetusaluksia”, joihin bakteerit voitaisiin pakata ja vapauttaa vasta, kun ne ovat uineet liki kasvainta. Näin niitä voitaisiin käyttää myös sellaisiin syöpäkudoksiin, joihin ei pistoksin ylletä.
Martelin mukaan alustavat tulokset hiirillä ja rotilla vihjaavat, että magneettiset bakteerit ovat haitattomia ihmiskäytössä. Lisäturvaa antaa se, että bakteerit kuolevat puolessa tunnissa pistoksen jälkeen.
”Nämä bakteerit todella ovat huikeita. Ne ovat halpoja, ja niitä voi pistää satoja miljoonia kerralla”, kehuu Martel.
Tutkimuksen julkaisi Nature Nanotechnology.
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti