Nanoboții s-au dovedit a fi eficienți în livrarea intravezicală a tratamentului pentru cancerul de vezică urinară

Studiul recent publicat în Nature Nanotechnology explorează utilizarea nanoboților în tratamentul cancerului de vezică urinară. În prezent, cancerul de vezică în stadii incipiente este tratat prin chimioterapie sau imunoterapie intravezicală după îndepărtarea tumorii. Cu toate acestea, recidivele apar în până la 70% din cazuri în 5 ani, iar până la 30% dintre pacienți nu răspund la tratament. Acest lucru necesită monitorizarea și retratarea constantă a pacienților, ceea ce crește semnificativ costurile tratamentului.
Nanoboții, nanoparticule autopropulsate, pot fi extrem de utili în chimioterapia intravezicală, deoarece se difuzează și se amestecă mai bine în fluidele corporale, cum ar fi urina, comparativ cu formulările de medicamente convenționale sau nanoparticulele obișnuite. Studiul s-a concentrat pe capacitatea nanoboților de a îmbunătăți eficacitatea terapeutică scăzută a terapiei intravezicale pentru cancerul de vezică. Cercetătorii au utilizat nanoboți radiomarcați cu un diametru de 450 nm, construiți pe o bază de silice mezoporoasă.

Nanoboții au fost proiectați să se propulseze folosind energia chimică provenită din reacții bazate pe substraturi din fluidul înconjurător, în acest caz, ureea descompusă de enzima urează, purtată de nanoboți. Producția de amoniac și CO2 în timpul reacției a îmbunătățit mișcarea acestor particule, determinând un comportament de roi care este asociat cu o convecție și amestecare mai mare și inhibarea sedimentării.

Experimentele ex vivo și in vivo au arătat că nanoboții au atins o concentrație mai mare la nivelul tumorii, cu niveluri crescute de 8 ori, confirmate prin tomografie cu emisie de pozitroni (PET). Mișcarea eficientă a nanoboților a avut loc doar în prezența ureazei și a ureei, iar fără activitate enzimatică, captarea tumorii de nanoboți etichetați nu a avut loc.

Metoda a fost validată și pentru observații in vivo ale nanoboților, oferind o rezoluție de înaltă calitate în format 3D. Într-un mediu care conține uree, nanoboții s-au autopropulsat cu succes pentru a se acumula în țesutul tumoral. Acest lucru se datorează parțial faptului că epiteliul vezicii urinare bolnav este mai permeabil pentru aceste particule datorită degradării joncțiunilor strânse epiteliale. De asemenea, nanoboții pot ataca matricea extracelulară a tumorii (ECM) datorită amoniacului bazic produs de reacția catalizată de urează.

În modelul de șoarece, când șoarecii au fost tratați cu nanoboți care purtau radioiod pentru terapia cu radionuclizi (RNT) instilată în vezică, tumorile s-au redus cu aproximativ 90%, chiar și la doze mici. Radioiodul este larg utilizat în RNT, fiind un emițător de particule beta cu o jumătate de viață de 8 zile și capabil să penetreze până la o adâncime de 0,8 mm în țesut.

Aceasta indică faptul că mișcarea activă a nanoboților îmbunătățește acumularea în tumoră, favorizând astfel traducerea lor clinică. Chiar și la doze mai mari, animalele au rămas în limitele standard de greutate, cu o scădere și mai mare a volumului tumoral.

Rezultatele sugerează că nanoboții alimentați cu urează ar putea fi „sisteme de livrare eficiente pentru terapia cancerului de vezică urinară”, oferind o alternativă de tratament pentru scenarii în care abordările terapeutice tradiționale, cum ar fi BCG, eșuează în mod obișnuit.

sursa: News Medical
foto: https://doi.org/10.1038/s41565-023-01577-y