Celowanie w raka za pomocą magnetycznych mikrorobotów
Obecnie podstawą wielu metod leczenia raka jest chemioterapia. „Problem z chemioterapią polega na tym, że jest ona niespecyficzna, co oznacza, że działa nie tylko na nowotwór, ale także na inne tkanki” — mówi Veronica Iacovacci, badaczka z Scuola Superiore Sant'Anna w Pizie. Zdaniem Iacovacci, oprócz tego, że chemioterapia nie jest zbyt skuteczna — lub niekoniecznie skuteczna — może również powodować poważne skutki uboczne. Dlatego też, przy wsparciu finansowanego ze środków UE projektu MAMBO, pracuje nad bardziej ukierunkowanym podejściem do leczenia raka. To podejście zaczyna się od robotów.
Poprawa skuteczności mikrorobotów magnetycznych
Mikroroboty magnetyczne zostały zaproponowane ponad dekadę temu w celu minimalnie inwazyjnego dostępu do trudno dostępnych obszarów ludzkiego ciała, do których dotarcie za pomocą tradycyjnych narzędzi jest problematyczne. Projekt MAMBO, który otrzymał wsparcie z programu działania „Maria Skłodowska-Curie” (MSCA), miał na celu dalszy rozwój tego podejścia do konkretnych zastosowań klinicznych, w tym chemoembolizacji wątroby. „Naszym celem była poprawa skuteczności strategii terapeutycznych opartych na chemioterapii chemoembolizacyjnej z wykorzystaniem pól magnetycznych” — dodaje Iacovacci. Jak wyjaśnia, te pola magnetyczne pozwalają na zlokalizowanie środków terapeutycznych w określonym obszarze nowotworu. Pozwalają one również na uzyskanie stabilnej i kontrolowanej embolizacji naczyń krwionośnych, które dostarczają składniki odżywcze do zmiany nowotworowej. „Ale zanim będzie to możliwe, musimy najpierw pokonać kilka wyzwań” — dodaje.
Mikrorobotyczny system czuły na ultradźwięki
Jednym z tych wyzwań jest fakt, że mikrorobotyka medyczna ma trudności z „widzeniem” tak małych struktur, jak tkanki ciała. Aby sprostać temu wyzwaniu, zespół projektowy, w skład którego wchodzili naukowcy zarówno z Scuola Superiore Sant'Anna, jak i Chińskiego Uniwersytetu w Hong Kongu, opracował miękki system mikrorobotyczny, który jest czuły na ultradźwięki i pola magnetyczne. „Udało nam się opracować innowacyjne strategie śledzenia mikrorobotów w tkankach za pomocą obrazowania ultradźwiękowego poniżej rozdzielczości tradycyjnych metod obrazowania klinicznego” — zauważa Iacovacci. W szczególności, system wykorzystuje techniki kontroli roju, aby umożliwić mikrorobotom poruszanie się w biologicznie istotnych płynach, takich jak krew. Zdolność mikrorobotów do reagowania na ultradźwięki pozwala na kontrolowaną okluzję naczyń krwionośnych, jednocześnie zapewniając obrazowanie oparte na ultradźwiękach, co umożliwia ich śledzenie in vivo. „System MAMBO stanowi kolejny krok w kierunku przyszłego wykorzystania mikrorobotów medycznych w praktyce klinicznej” — zauważa Iacovacci.
Znaczenie współpracy dwustronnej
Zdaniem Iacovacci osiągnięcia projektu są bezpośrednim wynikiem dwustronnej współpracy między zespołami badawczymi z Pizy we Włoszech i Hongkongu — współpracy, która trwa do dziś. Stypendium z programu MSCA pomogło również Iacovacci w rozwoju jej własnej kariery — niedawno została mianowana adiunktem w Scuola Superiore Sant'Anna. „W tej nowej roli planuję założyć własną grupę badawczą i zagłębić się w pracę, którą rozpoczęliśmy podczas projektu MAMBO" — podsumowuje.
Słowa kluczowe
MAMBO, medycyna, mikroroboty, rak, leczenie raka, system mikrorobotyczny, ultradźwięki, pola magnetyczne, chemioterapia, roboty, mikroroboty magnetyczne, chemoembolizacja wątroby, obrazowanie
