Zespoły naukowców z Chin opracowały innowacyjną technologię wykorzystującą kolczaste nanoroboty, które – napędzane zewnętrznym polem magnetycznym – przebijają błony komórkowe guzów nowotworowych. To podejście nie tylko zwiększa penetrację leków do wnętrza komórek nowotworowych, ale również zwalcza mechanizmy lekooporności, stanowiące jedno z największych wyzwań w nowoczesnej onkologii. Wyniki badania, opublikowanego 13 sierpnia 2025 roku w czasopiśmie Research, pokazują obiecujący kierunek w rozwoju precyzyjnych i bezpieczniejszych terapii przeciwnowotworowych.
Z tego artykułu dowiesz się…
- Jak działają nanoroboty z kolcami i w jaki sposób zwiększają skuteczność chemioterapii.
- Dlaczego fizyczne przebicie błony komórkowej może pomóc w leczeniu lekoopornych nowotworów.
- Jakie wyniki przyniosły badania laboratoryjne i eksperymenty na zwierzętach.
- Na czym polega potencjał zastosowania nanotechnologii w onkologii w przyszłości.
Mechanizmy obronne komórek rakowych – dlaczego leki często zawodzą?
Jednym z kluczowych problemów w leczeniu nowotworów jest sztywna błona komórkowa, która stanowi barierę dla leków. Dodatkowo wiele nowotworów rozwija tzw. pompy wypływowe, które usuwają leki z komórki, zmniejszając skuteczność terapii. Nawet zaawansowane nanonośniki – takie jak liposomy – mają ograniczenia związane z trwałością i precyzyjnym uwalnianiem substancji czynnych. To sprawia, że skuteczne dostarczenie leków do wnętrza komórek nowotworowych jest poważnym wyzwaniem klinicznym.
Nanoroboty jako mikroskalpele – fizyczne pokonanie bariery komórkowej
Aby przełamać tę barierę, badacze pod kierunkiem dr Zhilu Yang (Dziesiąty Szpital Południowego Uniwersytetu Medycznego), dr Xing Ma (Instytut Technologii w Harbinie, Shenzhen) i dr Ning Liu (Uniwersytet Tongji) stworzyli kolczaste nanoroboty zbudowane z złotych nanokolców o szerokości 500 nm – około 200 razy cieńszych niż ludzki włos. Ich powłoka zawierała nikiel (dla reakcji na magnesy) oraz tytan (dla poprawy biokompatybilności).
Pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego nanoroboty obracały się i działały jak mechaniczne mikroskalpele.
Obracając się w polu magnetycznym, ich ostre kolce rozrywają błonę komórkową, tworząc maleńkie otwory, które umożliwiają lekom skuteczniejsze wnikanie do środka – wyjaśnia dr Ning Liu.
Testy laboratoryjne i na zwierzętach – przełomowe wyniki
W badaniach na komórkach ludzkiego raka wątroby nanoroboty zwiększyły wychwyt doksorubicyny, popularnego leku chemioterapeutycznego. Im dłużej działało pole magnetyczne, tym skuteczniejsze było wnikanie leku. Obrazowanie fluorescencyjne potwierdziło wyraźnie wyższe stężenia leku wewnątrz komórek.
Efekty były zauważalne również w modelach raka szyjki macicy i jelita grubego:
Pomyślmy o tym jak o dostarczeniu leku na skróty – mówi dr Ma – Zamiast polegać na powolnej dyfuzji lub blokowaniu przez mechanizmy oporności, nanoroboty tworzą mechaniczną ścieżkę, którą leki mogą wykorzystać, aby dotrzeć bezpośrednio do wnętrza komórki.
Wyniki badań na myszach – redukcja guza i 100% przeżycia
Najbardziej imponujące rezultaty uzyskano w eksperymentach na myszach z nowotworem wątroby. Zwierzęta leczone zarówno chemioterapią, jak i nanorobotami, wykazały:
- 61% redukcję wzrostu guza,
- 100% wskaźnik przeżywalności,
- znaczną poprawę ogólnego stanu zdrowia w porównaniu z grupami kontrolnymi.
Analizy histologiczne potwierdziły większą śmiertelność komórek nowotworowych oraz minimalne skutki uboczne, co świadczy o potencjalnym bezpieczeństwie nowej technologii.
Nanotechnologia w onkologii – krok ku terapiom przyszłości
Jak podkreśla dr Yang:
To podwójne podejście – połączenie chemioterapii z ingerencją mechaniczną – stanowi nowy, znaczący kierunek w leczeniu raka. Pokazuje, że siły fizyczne, stosowane w skali nano, mogą współdziałać z lekami, aby pokonać mechanizmy obronne raka.
Choć badania są na wczesnym etapie, wyniki są obiecujące. Naukowcy zapowiadają kolejne fazy prac: udoskonalanie konstrukcji nanorobotów, optymalizację dawkowania oraz ocenę długoterminowego bezpieczeństwa. Ich celem jest przyszłe zastosowanie tej technologii w leczeniu ludzi, szczególnie w przypadkach nowotworów trudnych w leczeniu lub opornych na standardowe terapie.
👉 Wyniki oraz opis badań znajdziesz pod TYM LINKIEM
Główne wnioski
- Nanoroboty z kolcami, zasilane zewnętrznym polem magnetycznym, skutecznie przebijają błony komórkowe guzów, ułatwiając przenikanie leków do wnętrza komórek nowotworowych.
- W badaniach na myszach z nowotworem wątroby zastosowanie nanorobotów w połączeniu z chemioterapią zmniejszyło wzrost guza o 61% i zapewniło 100% przeżywalność.
- Technologia pozwala przełamać lekooporność – roboty tworzą mikrootwory, które pokonują bariery biologiczne i zwiększają wchłanianie leków, nawet przy trudnych w leczeniu nowotworach.
- Choć technologia jest na wczesnym etapie rozwoju, wykazuje wysoki potencjał bezpieczeństwa i może zrewolucjonizować sposób dostarczania leków w terapii onkologicznej.
Źródło:
- Science and Technology Review Publishing House
- Research
