I microbot a base di alghe migliorano la penetrazione dei farmaci nel cancro alla vescica / Algae-Based Microbots Improve Drug Penetration in Bladder Cancer
I microbot a base di alghe migliorano la penetrazione dei farmaci nel cancro alla vescica / Algae-Based Microbots Improve Drug Penetration in Bladder Cancer
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
Secondo i ricercatori, minuscoli robot a base di alghe, guidati da magneti, potrebbero migliorare il trattamento del cancro alla vescica, potenziando la somministrazione di farmaci chemioterapici nei tumori.
Tracciati tramite immagini in tempo reale, i robot miniaturizzati aiutano i farmaci a penetrare in profondità nel tessuto tumorale, limitando al contempo i danni alle cellule sane.
Nei test di laboratorio sui topi, questo approccio ha aumentato la penetrazione del farmaco di oltre dieci volte rispetto al metodo di trattamento standard. Dopo una settimana di terapia, il carico tumorale si è ridotto a meno del tre per cento rispetto a quello osservato nel gruppo sottoposto al trattamento convenzionale.
Secondo gli esperti, questa tecnologia potrebbe migliorare l'efficienza della somministrazione locale della chemioterapia, riducendo potenzialmente l'esposizione al farmaco e migliorando al contempo l'efficacia del trattamento.
Il cancro alla vescica è tra i dieci tumori più comuni al mondo. Spesso viene trattato chirurgicamente per rimuovere il tumore, seguito dall'instillazione diretta di farmaci, che vengono somministrati nella vescica tramite un catetere.
Tuttavia, i farmaci spesso faticano a penetrare in profondità nel tessuto tumorale, limitandone l'efficacia e richiedendo tempi di trattamento più lunghi o dosaggi più elevati.
Per superare questa difficoltà, i ricercatori dell'Università di Edimburgo e dell'Università di Xiamen, in Cina, hanno sviluppato microrobot magnetici bioibridi, ingegnerizzati a partire da microalghe naturali.
Le alghe unicellulari sono biocompatibili e biodegradabili, il che ne consente l'utilizzo sicuro nell'organismo, e la loro delicata struttura nanoporosa si presta bene al confezionamento sicuro ed al rilascio controllato di farmaci. Inoltre, secondo i ricercatori, sono abbondanti in natura, economiche ed adatte alla produzione su larga scala.
I microrobot vengono caricati con il farmaco chemioterapico doxorubicina e guidati verso i tumori mediante campi magnetici programmati esternamente.
Grazie al feedback in tempo reale delle immagini ecografiche, i ricercatori possono controllare con precisione il movimento dello sciame di robot carichi di farmaci all'interno della vescica, facendoli rotolare e ruotare per passare dalla modalità di trasporto a quella di rilascio, consentendo una somministrazione mirata del farmaco.
I ricercatori hanno paragonato il movimento coordinato dei microbot attraverso spazi ristretti a quello di banchi di pesci o stormi di uccelli che si muovono insieme.
Il gruppo ha testato la tecnologia su topi affetti da tumori alla vescica e ha scoperto che i microrobot rilasciavano farmaci all'interno del tumore in modo rapido ed efficiente, riducendo al minimo gli effetti collaterali.
Il trattamento sui topi può essere completato in circa 30 minuti, rispetto ai tempi di esposizione molto più lunghi spesso utilizzati nei trattamenti convenzionali.
Secondo i ricercatori, il miglioramento dell'effetto terapeutico potrebbe favorire strategie meno invasive per il trattamento del cancro alla vescica, sebbene siano necessari ulteriori studi.
Il dottor Qi Zhou, co-responsabile dello studio e docente di informatica biomedica presso l'Istituto di neuroscienze e ricerca cardiovascolare dell'Università di Edimburgo, ha dichiarato: "I nostri microrobot sono realizzati a partire da microalghe a forma di compressa, possono essere guidati a distanza verso il tumore utilizzando immagini in tempo reale e rilasciano i farmaci esattamente dove sono necessari per favorire una rapida penetrazione nei tessuti in modo minimamente invasivo".
La professoressa Xiaohui Yan, dell'Università di Xiamen in Cina, ha dichiarato: "Questo studio evidenzia un approccio non invasivo per superare le barriere biologiche che limitano la penetrazione dei farmaci nei tumori della vescica. Stiamo ora discutendo con gli ospedali la possibilità di condurre studi di follow-up traslazionali, con l'obiettivo a lungo termine di avviare sperimentazioni cliniche dopo un'ulteriore validazione preclinica e l'approvazione da parte delle autorità regolatorie."
ENGLISH
The system increased chemotherapy tumor penetration more than tenfold in preclinical models.
Tiny algae-based robots guided by magnets could improve bladder cancer treatment by boosting delivery of chemotherapy drugs into tumours, researchers say.
Tracked using real-time imaging, the miniature robots help drugs penetrate deep into tumour tissue while limiting damage to healthy cells.
In lab tests with mice, the approach increased drug penetration by more than ten times compared with the standard treatment method. After one week of therapy, tumour burden was reduced to less than three per cent of that seen in the conventional treatment group.
Experts say the technology could improve the efficiency of local chemotherapy delivery, potentially reducing drug exposure while improving treatment effectiveness.
Bladder cancer is among the ten most common cancers worldwide. It is often treated by surgery to remove the tumour followed by direct drug instillation, in which drugs are delivered into the bladder through a catheter.
However, the drugs often struggle to penetrate deeply into the tumour tissue, limiting their effectiveness and requiring longer treatment times or higher doses.
Researchers at the University of Edinburgh and Xiamen University in China developed biohybrid magnetic microbots engineered from natural microalgae to overcome this challenge.
The single-celled algae are biocompatible and biodegradable, allowing them to be used safely in the body, and their delicate nanoporous structure is well suited for secure packaging and controlled release of drugs. They are also abundant in nature, cost-effective, and suitable for scalable production, researchers say.
The microbots are loaded with the chemotherapy drug doxorubicin and guided towards tumours using externally programmed magnetic fields.
Using real-time ultrasound imaging feedback, researchers can precisely control how the swarm of drug-loaded robots move inside the bladder, causing them to roll and rotate to switch between transport and release modes for targeted drug delivery.
Researchers likened the coordinated motion of the microbots through narrow spaces to schools of fish or flocks of birds moving together.
The team tested the technology in mice with bladder tumours and found that the microbots delivered drugs across the tumour rapidly and efficiently while minimising side effects.
The treatment in mice can be completed in around 30 minutes, compared with the much longer exposure times often used in conventional treatments.
Researchers say the improved therapeutic effect could support less invasive strategies for the treatment of bladder cancer, although further studies are needed.
Study co-lead Dr Qi Zhou, Lecturer in Biomedical Informatics at the University of Edinburgh’s Institute for Neuroscience and Cardiovascular Research, said: “Our microrobots are engineered from tablet-like microalgae, can be remotely guided to the tumour using real-time imaging feedback, and release drugs exactly where they are needed to drive rapid tissue penetration in a minimally invasive way.”
Professor Xiaohui Yan, from Xiamen University in China, said: “This study highlights a non-invasive approach to overcoming the biological barriers that limit drug penetration in bladder tumours. We are now discussing translational follow-up studies with hospitals, with the long-term aim of clinical trials after further preclinical validation and regulatory review.”
Da:
https://www.technologynetworks.com/drug-discovery/news/algae-based-microbots-improve-drug-penetration-in-bladder-cancer-413889
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