Mikroroboter liefern Krebsmedikamente zu metastatischen Lungentumoren bei Mäusen und verlangsamen Tumorwachstum.

BerlinIngenieure der University of California, San Diego, haben winzige Roboter entwickelt, die Krebsmedikamente direkt in die Lunge transportieren können. Diese kleinen Roboter wurden an Mäusen getestet und trugen dazu bei, das Wachstum von Lungentumoren zu verlangsamen. Mäuse, die mit diesen Robotern behandelt wurden, lebten länger als diejenigen, die andere Behandlungen erhielten. Die Studie wurde am 12. Juni in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlicht.

Die Mikroroboter vereinen biologische Elemente und Nanotechnologie. Sie wurden von den Professoren Joseph Wang und Liangfang Zhang von der Jacobs School of Engineering an der UC San Diego entwickelt.

Wichtige Komponenten:

Roboter werden hergestellt, indem mit Medikamenten gefüllte Nanopartikel an grüne Algenzellen angebracht werden. Die Algen unterstützen die Roboter bei der Bewegung in den Lungen. Die Nanopartikel sind kleine, biologisch abbaubare Kugeln, die das Medikament Doxorubicin enthalten. Diese Kugeln sind mit Membranen von roten Blutzellen umhüllt, um einen Angriff durch das Immunsystem zu verhindern.

Zhengxing Li, ein Doktorand und einer der Hauptautoren der Studie, erklärte, dass die Beschichtung mit roten Blutkörperchen den Nanopartikeln hilft, länger in den Lungen zu verbleiben, um Tumore gezielt anzugreifen. Li arbeitet sowohl mit Wangs als auch mit Zhangs Forschungsteams zusammen.

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Die Materialien der Mikroroboter sind unbedenklich. Die Grünalge, genannt Chlamydomonas reinhardtii, ist von der U.S. Food and Drug Administration zugelassen. Die Nanopartikel bestehen aus biokompatiblen Materialien. In der Vergangenheit nutzten die Teams von Wang und Zhang ähnliche Mikroroboter zur Behandlung von Lungenentzündungen bei Mäusen. Diese Mikroroboter bewegten sich ebenfalls erfolgreich durch die Lungen lebender Tiere.

In dieser Studie wurden Mikroroboter an Mäusen mit Lungenkrebs durch Melanome getestet. Die Roboter wurden über einen kleinen Schlauch, der in die Luftröhre eingeführt wurde, verabreicht.

Ergebnisse:

• Medianes Überleben der behandelten Mäuse: 37 Tage
• Medianes Überleben der unbehandelten Mäuse: 27 Tage
• Andere Behandlungsgruppen (nur das Medikament oder medikamentengefüllte Nanopartikel ohne Algen) zeigten ein geringeres Überleben im Vergleich zur Behandlung mit Mikrorobotern.

Die Bewegung der Mikroroboter unterstützte die bessere Verteilung des Medikaments im tiefen Lungengewebe und verlängerte dessen Verweildauer. Dadurch wird eine geringere Dosis des Medikaments benötigt, was potenziell Nebenwirkungen reduzieren kann, während die Wirksamkeit erhalten bleibt.

Das Forscherteam plant, diese Mikroroboter an größeren Tieren zu erproben. Schließlich möchten sie diese auch in Tests an Menschen einsetzen.