นักวิทยาศาสตร์ได้สำรวจการใช้แบคทีเรียในการรักษามะเร็งมานานกว่าศตวรรษ โดยบางสายพันธุ์กำลังอยู่ในขั้นตอนการทดลองทางคลินิก ไม่นานมานี้ แนวคิดได้เกิดขึ้นจากการใช้แบคทีเรียดัดแปลงเป็น “เรือข้ามฟาก” เพื่อขนส่งยาต้านมะเร็งผ่านกระแสเลือดไปยังเนื้องอกการแปลเทคนิคนี้ไปยังคลินิกต้องใช้วิธีที่มีประสิทธิภาพในการจัดการกับแบคทีเรียที่นำพายา เพื่อให้สามารถข้ามผนังหลอดเลือดและแทรกซึมเข้าไปในเนื้อเยื่อเนื้องอกได้อย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยจุดประสงค์นี้Simone Schürleและเพื่อน
ร่วมงานที่ETH Zurichกำลังตรวจสอบการใช้แบคทีเรียแม่เหล็ก
ที่ควบคุมโดยสนามแม่เหล็กภายนอก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกเขาได้แสดงให้เห็นว่าสนามแม่เหล็กหมุนสม่ำเสมอ (RMF) สามารถเพิ่มการแทรกซึมของเนื้องอกโดย “ไมโครบอทที่มีชีวิต” เหล่านี้
สนามแม่เหล็กเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานทางการแพทย์เนื่องจากความปลอดภัยทางคลินิกที่เป็นที่ยอมรับ อย่างไรก็ตาม จนถึงปัจจุบัน กลยุทธ์ในการควบคุมสารบำบัดด้วยแม่เหล็กมักอาศัยการไล่ระดับสีสนามคงที่เพื่อดึงพวกมันไปยังไซต์เป้าหมาย วิธีการนี้ต้องการการตอบสนองจากตำแหน่งที่แอคทีฟ และไม่เหมาะสำหรับเนื้องอกที่ฝังลึก เนื่องจากการไล่ระดับของสนามแม่เหล็กจะลดลงอย่างรวดเร็วตามระยะทางที่เพิ่มขึ้นจากแหล่งที่มา ในทางตรงกันข้าม RMFs ที่เหมือนกันสามารถสร้างขึ้นในระดับที่เกี่ยวข้องทางคลินิก สามารถควบคุมไมโครบอทแบคทีเรียในเนื้องอกที่อยู่ลึก และไม่ต้องการการติดตามตำแหน่งใดๆ
เพื่อทดสอบแนวทางของพวกเขาในหลอดทดลอง Schürle และทีมของเธอได้ตรวจสอบ แบคทีเรีย Magnetospirillum Magneticumซึ่งเป็นแม่เหล็กตามธรรมชาติเนื่องจากอนุภาคเหล็กออกไซด์ที่บรรจุอยู่ นักวิจัยได้รวมแบคทีเรียแม่เหล็กเหล่านี้เข้ากับไลโปโซมที่ติดฉลากเรืองแสง (ซึ่งอาจทำหน้าที่เป็นตัวพายาในการใช้งานทางการแพทย์ในอนาคต) และใช้ RMF เพื่อนำทางพวกมันไปทั่วชั้นเดียวของเซลล์บุผนังหลอดเลือดขนาดเล็กของมนุษย์ ซึ่งเป็นตัวแทนของผนังหลอดเลือดในหลอดเลือด
แบคทีเรียที่สัมผัสกับ RMF เป็นเวลาหนึ่งชั่วโมงแสดงการซึมผ่านของสิ่งกีดขวางสูงกว่า 4.6 เท่าเมื่อเทียบกับแบคทีเรียที่สัมผัสกับสนามแม่เหล็กแบบมีทิศทางหรือการควบคุมที่ไม่มีการกระตุ้น เพื่อให้เข้าใจถึงกลไกที่ขับเคลื่อนการย้ายที่ปรับปรุงนี้
ทีมงานได้ใช้แบบจำลองการคำนวณใน COMSOL Multiphysics
การจำลองแสดงให้เห็นว่าในขณะที่สนามแม่เหล็กสถิตเป็นเพียงการชี้นำทิศทางของแบคทีเรีย (ซึ่งต้องเคลื่อนที่ด้วยกำลังของมันเอง) RMF จะสร้างแรงบิดในแบคทีเรียที่ขับเคลื่อนพวกมันไปข้างหน้าตามพื้นผิวในลักษณะเป็นวงกลม สิ่งสำคัญคือ เนื่องจากแบคทีเรียเคลื่อนที่ด้วยแรงบิดอย่างต่อเนื่องไปตามผนังหลอดเลือด พวกมันจึงมีแนวโน้มที่จะพบกับช่องว่างแคบๆ ที่เปิดสั้นๆ ระหว่างเซลล์ในผนังและเคลื่อนผ่านสิ่งกีดขวาง
จากนั้น ทีมงานได้ตรวจสอบการขนส่งของแบคทีเรียแม่เหล็กที่ติดฉลากด้วยแสงเรืองแสงเข้าไปในเนื้องอกทรงกลมสามมิติ การถ่ายภาพแบบคอนโฟคอลเปิดเผยว่าหลังจาก 24 และ 120 ชั่วโมง สัญญาณฟลูออเรสเซนซ์ในทรงกลมที่สัมผัสด้วย RMF สูงกว่าสัญญาณในการควบคุมที่ไม่มีการกระตุ้นถึง 9.9 และ 21.3 เท่าตามลำดับ โดยมีความเข้มสูงสุดที่ใจกลางทรงกลม
ในที่สุด นักวิจัยได้ประเมินกลยุทธ์การกระตุ้นของพวกเขาในร่างกายในหนูที่มีเนื้องอก พวกเขาฉีดแบคทีเรียเข้าไปในหลอดเลือดดำหางของสัตว์และให้ RMF หนูที่ได้รับยาสลบเป็นเวลา 1 ชั่วโมง หนึ่งวันหลังการรักษา พวกเขาสังเกตพบแบคทีเรียที่มีความเข้มข้นสูงในเนื้องอก โดยมีความเข้มของแสงฟลูออเรสเซนซ์ในเนื้องอกที่สัมผัสกับ RMF สูงกว่าในกลุ่มควบคุม แบคทีเรียจะสะสมอยู่ในเนื้องอกมากกว่าในอวัยวะสำคัญ ยกเว้นตับ ซึ่งคาดว่าจะกำจัดได้เต็มที่ภายในวันที่หก
Schürleและเพื่อนร่วมงานสรุปว่าแพลตฟอร์มแม่เหล็กของแบคทีเรียและไลโปโซมเมื่อรวมกับการกระตุ้น RMF เป็นระบบไบโอไฮบริดอเนกประสงค์ที่สามารถปรับปรุงการกำหนดเป้าหมายและการตั้งรกรากของแบคทีเรียที่ใช้รักษาโรคในเนื้องอก “ด้วยการผสานประโยชน์ของการบำบัดด้วยแบคทีเรียเข้ากับกลยุทธ์การควบคุมด้วยแรงบิดแม่เหล็กที่ปรับขนาดได้ แนวทางของเราช่วยให้ส่งมอบไมโครโรบอตที่มีชีวิตได้อย่างมีประสิทธิภาพและตรงเป้าหมายสำหรับการรักษามะเร็งที่ดีขึ้น” พวกเขาเขียน
แนะนำ : รีวิวซีรี่ย์เกาหลี | ลายสัก | รีวิวร้านอาหาร | โทรศัพท์มือถือ ราคาถูก | เรื่องย่อหนัง
