V České republice je každoročně diagnostikováno více než 6 000 pacientů s rakovinou plic, více než 5 000 jich na zhoubný karcinom plic každý rok zemře. Tento typ rakoviny má relativně nízkou úspěšnost léčby, protože je často diagnostikován až v pokročilejších stádiích. Naděje na vyléčení by mohl zvýšit nový druh léčby..

Zhoubný nádor plic či rakovina plic je označení pro maligní změny tkáně buď v samotných plicích, nebo v průduškách. Zpočátku se neprojevuje žádnými významnými omezujícími příznaky, proto se může relativně dlouhou dobu nenápadně šířit a růst.

Nejčastější příčinou vzniku rakoviny plic je kouření, ohroženi jsou zejména ti, kteří začali kouřit v mládí a kouřili dlouhá léta, a to i jako tak zvaní pasivní kuřáci, kteří vdechovali kouř z cigaret vykouřených jinými osobami.

V raných stádiích může být nádor z plic odstraněn chirurgicky, dalšími možnostmi léčby je chemoterapie, radioterapie, cílená protinádorová léčba, imunoterapie a podpůrná léčba. Problémem je, že konvenční chemoterapie není často dostatečně účinná, protože není schopna cíleně zasáhnout plicní tkáň a akumulovat se v ní v dostatečné koncentraci, aby došlo ke zničení nádorů. Proto se vědci snaží nalézt účinnější způsob léčby.

Biohybridní mikroroboti léčí plíce

Zhengxing Li z University of California v San Diegu spolu se svými kolegy pracoval posledních pět let na vývoji tak zvaných biohybridních mikrorobotů, kteří jsou schopni dopravit účinnou látku přímo do postižené tkáně, na rozdíl od chemoterapie která působí na celé tělo.

Jsou vyrobeni z biologických materiálů, což snižuje jejich toxicitu i možnost vyvolání nežádoucích reakcí v těle. Biohybridní mikrorobot, označovaný jako algae-NP(DOX)-robot, kombinuje mikroskopické živé zelené řasy Chlamydomonas reinhardtii, běžně používané ve farmaceutickém průmyslu, s nanočásticemi potaženými membránami z červených krvinek.

Membrány fungují jako přirozená „kamufláž“, která zvyšuje kompatibilitu mikrorobota a chrání ho před útokem imunitního systému pacienta. Řasy se samy pohybují pomocí vláskovitých bičíků zvaných flagella.

Mikroroboti jsou navíc schopni měnit svůj tvar, a proto se snadno mohou pohybovat v různých prostředích, včetně obtížně dosažitelných míst, jakou je právě plicní tkáň. V kyselém prostředí, typickém pro nádorové buňky, pak uvolňují chemoterapeutické látky. Působí cíleně, efektivněji a s menšími vedlejšími účinky než chemoterapie.

Testy na myších vypadají nadějně

Léčba díky tomu může být přizpůsobena specifickým potřebám jednotlivých pacientů. Účinnost mikrorobotů byla testována na myších. Nemocným zvířatům byli podáni skrz průdušnici, lék dopravili přímo do plicní tkáně, kde se vyhnuli zničení imunitním systémem, takže mohli účinnou látku uvolňovat postupně.

V plicních tkáních myší se koncentrovali ve vyšším množství a zůstávali tam delší dobu než běžné léky či statické nanočástice. Hlodavci léčení pomocí biohybridních mikrorobotů měli o 40 % vyšší medián přežití, prodloužil se z 27 na 37 dní.

Závěry své studie zveřejnili vědci v odborném časopise Science Advances. Věří, že se biohybridní mikroroboti stanou nadějí nejen pro léčbu rakoviny plic, ale i dalších plicních onemocnění, jako je cystická fibróza a idiopatická plicní fibróza.

Nějakou dobu však ještě potrvá, než se tito mikroroboti, kombinující živé řasy s nanočásticemi potaženými buněčnými membránami, objeví v klinické praxi, mohli by však položit základy pro bioinženýrskou léčbu rakoviny i dalších onemocnění.