În ciuda deceniilor de cercetare şi a zecilor de miliarde de dolari pentru cercetare şi tratamente în întreaga lume, lupta împotriva cancerului continuă. S-au înregistrat progrese prin intermediul tratamentelor convenţionale, cum ar fi chirurgia, radioterapia, chimioterapia şi medicamentele. Dar aceste tratamente, adesea dureroase şi costisitoare, pot crea efecte secundare supărătoare. Celulele sănătoase ale organismului pot fi afectate în mod negativ, iar cancerele învinse într-un loc pot să reapară în altă parte.
Tehnologiile mai noi le-au permis medicilor să implanteze în ţesuturile corpului uman sisteme minuscule de eliberare a medicamentelor care ţintesc mai precis zonele infectate. Rămân însă de rezolvat problemele legate de biocompatibilitate şi permeabilitate care constituie în continuare provocări.
Acum, cercetătorii de la universitatea Fudan, din Shanghai, spun că ar putea avea o abordare mai bună pentru a combate cancerul.
Într-un articol publicat în revista Science Advances, cercetătorii chinezi descriu o baterie implantabilă cu încărcare automată care consumă oxigen şi poate ajunge la celulele canceroase contribuind la uciderea acestora.
Celulele tumorale au, în general, niveluri scăzute de oxigen, o condiţie cunoscută sub numele de hipoxie. Acest lucru a oferit medicinei o ţintă atractivă şi un obiectiv clar: proiectarea unui sistem de livrare a medicamentelor care să caute un mediu cu un nivel scăzut de oxigen şi să îl completeze cu medicamente care să ucidă cancerul.
Anterior, această abordare a avut doar un succes limitat din cauza nivelurilor inadecvate sau inegale de hipoxie în tumorile solide.
Dar acum, abordarea cercetătorilor chinezi vizează mediul în care se află celula, şi nu celula însăşi.
„Utilizarea dispozitivelor implantabile pentru a regla micro-mediul tumoral 'in situ' poate fi o modalitate mai eficientă pentru terapia cancerului", spun autorii studiului.
Pe măsură ce creşte gradul de hipoxie, locul tumorii este mai uşor de identificat. Ştiind acest lucru, cercetătorii au conceput o baterie cu apă sărată care se încarcă singură şi care poate „regla în mod persistent conţinutul de oxigen ... într-un micro-mediu tumoral".
Cercetătorii şi-au propus o abordare în două etape pentru eradicarea tumorilor. Astfel, bateria creşte şi menţine starea de hipoxie în timp sunt introduse medicamente care ucid tumorile, concepute pentru a identifica celulele canceroase în regiunile cu conţinut scăzut de oxigen.
Prin limitarea aplicării medicamentelor la regiunile cu nivel scăzut de oxigen, impactul asupra celulelor sănătoase bogate în oxigen este redus sau chiar inexistent.
Într-un studiu preclinic de mici dimensiuni, abordarea baterie-medicament a eliminat complet tumorile la 80% dintre şoareci.
Potrivit autorilor, bateria poate consuma în mod continuu oxigen în interiorul unei celule tumorale timp de peste 14 zile.
„Această lucrare este un studiu încrucişat între tehnologia cu baterie şi bioterapie", a declarat Yongyao Xia, una dintre autoare.
Potrivit cercetătoarei, abordarea oferă o nouă metodă de tratament pentru terapia antitumorală, şi creează, de asemenea, un precedent pentru utilizarea acestor baterii în aplicaţiile biomedicale.
Autorii studiului spun că, în ciuda primelor rezultate impresionante, sunt necesare mai multe cercetări.
Deşi nu au fost observate efecte secundare grave în studiul pe şoareci, standardele pentru oameni sunt mai stricte.
Compatibilitatea cu ţesutul uman trebuie încă confirmată.
Dar cercetătorii spun că tehnica este foarte promiţătoare pentru aplicarea în alte dispozitive.
Aşa cum spun autorii, componentele bateriei sunt biocompatibile, ceea ce a redus la minimum efectele nocive ale implantării.
Ei au mai menţionat că aplicaţia are un mare potenţial pentru dezvoltarea altor dispozitive terapeutice, cum ar fi electrochimiluminiscenţa, dispozitive purtabile, terapii intervenţionale, reglarea micro-mediului inflamator şi stimularea electrică a nervilor.
(Foto: Explicarea bateriei cu autoîncărcare pentru terapia tumorală. (A) Materialul electrodului pozitiv al bateriei în modul de descărcare este capabil să reducă în mod eficient oxigenul şi are ca rezultat producerea de ROS ( specie reactivă de oxigen) şi de ioni hidroxil. Odată cu consumul persistent de oxigen, se poate crea un mediu de hipoxie susţinută, care este capabil să utilizeze pe deplin HAP-urile (medicamente) pentru a distruge celulele tumorale. (B) Demonstraţie a structurii bateriei cu autoîncărcare. (C) Sunt prezentate diferite abordări de miniaturizare a bateriei, inclusiv bateria stratificată (versiunea 1), bateria cu gel (versiunea 2) şi bateria cu fibre (versiunea 3). Credit: Science Advances, 2023)
