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微型生化人可能实现无创化疗

科学家们给细菌装上了方向盘和一个装有癌症治疗药物的锁箱。这种生物混合体有望减轻癌症治疗的毒副作用。

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图片来源:VectorMine/Shutterstock

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如果你是在 20 世纪 90 年代长大的,你可能还记得《神奇校车》中的一集,“拉尔夫的体内探险”。当拉尔夫生病时,弗里斯尔老师和她的学生们缩小了他们可以变形的校车,飞入他的体内,追踪感染源。

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在一项最近的研究中,在没有弗里斯尔老师的帮助下,科学家们发明了一种可控的微型机器人,他们希望这种机器人能够将癌症治疗药物输送到肿瘤。

癌症患者通过静脉注射接受化疗。但由于静脉注射会将药物输送到全身,治疗会带来大量副作用。在新研究中,研究人员报告称,他们可以使用外挂的磁铁来引导携带药物的微型机器人进入体内,并利用激光控制药物输送。如果成功,他们就能精确靶向肿瘤,减轻有害的副作用。

“医用微型机器人在寻找和摧毁肿瘤细胞方面的治疗效果可能非常可观,”合著者、马克斯·普朗克智能系统研究所 (MPI-IS) 的 Metin Sitti 在一份新闻稿中说道。

这些机器人是细菌电子人。研究团队将磁性纳米粒子(称为氧化铁)和一包锁定的化疗药物附着在大肠杆菌上。他们使用了几年前发明的一种强大的分子绳索来固定这些增强装置。

研究小组使用磁铁在模拟人体血管和肿瘤的狭窄迷宫中引导这些电子人。一旦它们到达目的地,就会用激光熔化药物的包装。酸性物质也可以解锁药物包装。由于肿瘤细胞具有高度酸性,因此专家们可以在未来的临床应用中自动输送药物。

“想象一下,我们将这种基于细菌的微型机器人注入癌症患者体内。我们可以用磁铁精确地将这些粒子引导到肿瘤,”MPI-IS 的合著者 Birgül Akolpoglu 在新闻稿中说。“一旦足够多的微型机器人包围了肿瘤,我们就用激光照射。”

科学家们并非首次利用细菌治疗癌症。自 19 世纪以来,研究人员就注意到微生物自然会向肿瘤迁移,因为它们喜欢低氧的酸性环境。但引入过多的病原体可能会使免疫系统不堪重负,或者意外损伤健康组织。通过磁铁进行导航和将药物锁定在安全装置中,可以创造出局部集中的细菌和药物,从而帮助减轻身体的负担。

研究人员表示,这些微生物电子人可能比基因工程等替代方案更便宜、更安全。未来,科学家们可以为其添加分子隐形斗篷,使其免受免疫系统的攻击,添加“关闭开关”以防止过量给药,以及“刹车”来限制细菌的繁殖。

“这种就地给药对患者来说创伤极小、无痛,且毒性极低,”MPI-IS 的合著者 Yunus Alapan 说。

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