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泳ぐマイクロロボットがマウスの転移性肺腫瘍に抗がん剤を送達

カリフォルニア大学サンディエゴ校のエンジニアたちは、肺の中を泳ぎ回って転移性腫瘍に直接抗がん剤を投与できる、マイクロロボットと呼ばれる極小ロボットを開発した。この手法はマウスで有望であることが示されており、肺に転移した腫瘍の成長と拡散を抑制し、対照治療と比較して生存率を高めた。 この研究結果は6月12日に発表された論文で詳細に述べられている。 科学の進歩。 マイクロロボットは生物学とナノテクノロジーの巧妙な組み合わせです。カリフォルニア大学サンディエゴ校ジェイコブス工学部化学ナノ工学科のジョセフ・ワン教授とリャンファン・チャン教授の研究室の共同研究です。 マイクロロボットを作るために、研究者たちは薬剤を充填したナノ粒子を緑藻細胞の表面に化学的に付着させた。藻はマイクロロボットに動きを与えるもので、ナノ粒子が肺の中で効率的に泳ぎ回り、腫瘍に治療効果のある物質を届けることを可能にする。 ナノ粒子は、化学療法薬のドキソルビシンを充填し、赤血球膜でコーティングされた、小さな生分解性ポリマー球でできています。このコーティングは、ナノ粒子を免疫系から保護し、抗腫瘍効果を発揮するのに十分な時間肺に留まることができるという重要な機能を果たします。「これはカモフラージュの役割を果たします」と、研究の共同筆頭著者で、王氏と張氏の研究グループでナノエンジニアリングの博士課程に在籍する李正興氏は述べました。「このコーティングにより、ナノ粒子は体内の赤血球のように見えるため、免疫反応を引き起こすことはありません。」 研究者らは、このナノ粒子を運ぶ藻類の配合は安全だと指摘した。ナノ粒子を作るために使われる材料は生体適合性があり、使用される緑藻は、 クラミドモナスは、米国食品医薬品局によって安全に使用できることが認められています。 この研究は、ワン氏とチャン氏のチームが同様のマイクロロボットを使ってマウスの致命的な肺炎を治療した以前の研究を基にしている。「それらは生きた動物の肺で安全にテストされた最初のマイクロロボットでした」とワン氏は語った。 以前の研究で、マイクロロボットはナノ粒子に異なる薬剤と細胞膜の組み合わせを使用して、肺炎を引き起こす細菌の拡散と戦った。研究チームはこれらのコンポーネントを微調整することで、肺の癌細胞の拡散と戦えるようにマイクロロボットをカスタマイズした。「私たちは、これが肺組織全体に治療薬を積極的かつ効率的に送達し、肺のさまざまな致命的な病気と戦うことができるプラットフォーム技術であることを証明しました」とチャン氏は述べた。 現在の研究では、肺に転移した黒色腫のマウスが、気管に挿入された小さなチューブを通して肺に投与されたマイクロロボットで治療された。治療を受けたマウスの平均生存期間は37日で、治療を受けなかったマウスや、薬剤のみ、または藻類なしで薬剤を充填したナノ粒子を投与されたマウスの平均生存期間27日よりも改善された。 「マイクロロボットの活発な遊泳動作により、薬剤の肺深部組織への分布が大幅に改善され、滞留時間も延長されました」とリー氏は言う。「この分布の改善と滞留時間の延長により、必要な薬剤投与量を減らすことができ、高い生存率を維持しながら副作用を軽減できる可能性があります。」 今後、研究チームはこのマイクロロボット治療をより大きな動物での試験へと進め、最終的には人間への臨床試験を行うことを目指しています。 論文: 「バイオハイブリッド マイクロロボットは、肺転移の進行を抑制するために薬剤を搭載したナノ粒子を局所的かつ積極的に送達します。」 この研究の共著者には、Fangyu Zhang*、Zhongyuan Guo*、Zhengxing Li*、Hao Luan、Yiyan Yu、Audrey T.が含まれます。ジュー、シーチャオ・ディン、ウェイウェイ・ガオ、ロニー・H・ファン。 *これらの著者は、この研究に同等の貢献をしました。 この研究は、国防脅威削減局化学生物防衛合同科学技術局 (HDTRA1-21-1-0010) および国立衛生研究所 (R21AI175904) によって支援されました。 #泳ぐマイクロロボットがマウスの転移性肺腫瘍に抗がん剤を送達