शैवाल से बने माइक्रोरोबोट: कीमो को फेफड़ों के ट्यूमर तक पहुंचाकर कैंसर के इलाज में मददगार

(झेंगक्सिंग ली, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सैन डिएगो)

सैन डिएगो (अमेरिका), 14 जून (द कन्वरसेशन) फेफड़ों तक पहुंचने वाले ट्यूमर या फेफड़ों के मेटास्टेस, कैंसर के इलाज के क्षेत्र में एक बड़ी चुनौती पैदा करते हैं। पारंपरिक कीमोथेरेपी अक्सर विफल हो जाती है क्योंकि यह अप्रभावी होती है। यह सीधे फेफड़ों को लक्षित नहीं करती है और ट्यूमर को मारने के लिए पर्याप्त उच्च सांद्रता में जमा नहीं हो पाती है।

कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय, सैन डिएगो में वांग लैब और झांग रिसर्च ग्रुप के मेरे सहयोगियों और मैंने पिछले पांच वर्षों में बायोहाइब्रिड माइक्रोरोबोट्स, प्राकृतिक और सिंथेटिक दोनों सामग्रियों से बनी छोटी वस्तुएं विकसित की हैं, जिनका उपयोग चिकित्सा में किया जा सकता है।

हमारे नए प्रकाशित शोध में, हमने एक हरा माइक्रोएल्गे-आधारित बायोहाइब्रिड माइक्रोरोबोट बनाया है जो सीधे फेफड़ों में कीमोथेरेपी पहुंचा सकता है और फेफड़ों के मेटास्टेस का इलाज कर सकता है।

शैवाल औषधि वितरण

सिंथेटिक माइक्रोरोबोट आमतौर पर कठोर धातु या बहुलक संरचनाओं से बने होते हैं जिनका निर्माण करना मुश्किल होता है। वे कुछ अंगों और ऊतकों तक पहुंचने में असमर्थ हैं, और वे मनुष्यों के लिए विषाक्त हो सकते हैं।

सूक्ष्म शैवाल ने इन चिंताओं पर काबू पा लिया। सूक्ष्म शैवाल फेफड़ों जैसे अंगों के माध्यम से खुद को आगे बढ़ाने के लिए फ्लैगेला नामक बाल जैसे उपांग का उपयोग करके स्वायत्त रूप से आगे बढ़ सकते हैं। वे अन्य सूक्ष्मजीवों की तुलना में कम विषैले होते हैं। वे सस्ते भी हैं और उत्पादन में आसान भी।

हमारा बायोहाइब्रिड माइक्रोरोबोट – जिसे शैवाल-एनपी (डीओएक्स) -रोबोट कहा जाता है – लाल रक्त कोशिका झिल्ली से लेपित नैनोकणों के साथ आमतौर पर फार्मास्यूटिकल्स में उपयोग किए जाने वाले सूक्ष्म, जीवित हरे माइक्रोएल्गे, क्लैमाइडोमोनस रेनहार्डटी को जोड़ता है। कोशिका झिल्ली माइक्रोरोबोट की जैव अनुकूलता को बढ़ाने और रोगी की प्रतिरक्षा प्रणाली द्वारा उस पर हमला होने से रोकने के लिए एक प्राकृतिक ‘छलावरण’ के रूप में कार्य करती है। नैनोकणों के भीतर एक सामान्य प्रकार की कीमोथेरेपी दवा होती है जिसे डॉक्सोरूबिसिन कहा जाता है।

हमने फेफड़ों के मेटास्टेस वाले चूहों में अपने शैवाल-आधारित माइक्रोरोबोट का परीक्षण किया। श्वासनली के माध्यम से इन शैवाल-आधारित माइक्रोरोबोट्स को पहुंचाकर, हम दवा को सीधे फेफड़ों में पहुंचा सकते हैं और अन्य अंगों पर दुष्प्रभाव को कम कर सकते हैं। एक बार फेफड़ों में, हमारा शैवाल-आधारित माइक्रोरोबोट तैर सकता है और फेफड़ों के ऊतकों में दवा वितरित कर सकता है। यह फेफड़ों में प्रतिरक्षा कोशिकाओं द्वारा विनाश से भी बच सकता है, जिससे दवा को धीरे-धीरे नैनोकणों से मुक्त किया जा सकता है।

मुक्त दवा और स्थिर दवा से भरे नैनोकणों की तुलना में जो अपने आप नहीं चल सकते, हमारे बायोहाइब्रिड माइक्रोरोबोट अधिक सांद्रता में जमा हुए और फेफड़ों में लंबे समय तक बने रहे।

रोगग्रस्त फेफड़ों के ऊतकों को अधिक प्रभावी ढंग से कीमोथेरेपी प्रदान करके, हमारे बायोहाइब्रिड माइक्रोरोबोट्स ने फेफड़ों के ट्यूमर को कम करके और इलाज किए गए चूहों की उम्र को बढ़ाकर चिकित्सीय परिणामों में काफी सुधार किया है। हमारे शैवाल-आधारित माइक्रोरोबोट्स के साथ इलाज किए गए चूहों का औसत जीवित रहने का समय 40% बढ़ गया, जिससे जीवित रहने की अवधि 27 से 37 दिनों तक बढ़ गई।

प्रतिरक्षा कोशिकाएं अंततः माइक्रोरोबोट्स को गैर-विषैले घटकों में तोड़ देती हैं और उन्हें शरीर से पूरी तरह से हटा देती हैं।

बायोइंजीनियरिंग उपचार

हमारे निष्कर्षों से पता चलता है कि बायोहाइब्रिड माइक्रोरोबोट्स फुफ्फुसीय रोगों के इलाज के लिए फेफड़ों तक दवाएं पहुंचाने के लिए एक शक्तिशाली दृष्टिकोण प्रस्तुत करते हैं।

हमने इससे पहले फेफड़ों के पुराने निमोनिया के इलाज के लिए अपने हरे माइक्रोएल्गे माइक्रोरोबोट प्लेटफ़ॉर्म का उपयोग किया था। अब हम फेफड़ों से संबंधित अन्य चुनौतीपूर्ण बीमारियों, जैसे सिस्टिक फाइब्रोसिस और इडियोपैथिक पल्मोनरी फाइब्रोसिस के इलाज पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं।

हम अपने बायोहाइब्रिड माइक्रोरोबोट्स को अधिक प्रभावी ढंग से और गैर-आक्रामक रूप से वितरित करने का एक तरीका बनाने पर भी काम कर रहे हैं। अतिरिक्त गति नियंत्रण रणनीतियों को एकीकृत करना, जैसे चुंबकीय मार्गदर्शन या अल्ट्रासाउंड ट्रैपिंग, शरीर में विशिष्ट लक्ष्य स्थलों पर दवा संचय को बढ़ा सकता है।

हमारे बायोहाइब्रिड माइक्रोरोबोट्स को क्लिनिक में आने में कुछ समय लगेगा। लेकिन कुल मिलाकर, दवा देने के लिए कोशिका झिल्ली-लेपित नैनोकणों के साथ जीवित सूक्ष्म शैवाल का संयोजन बायोइंजीनियर्ड कैंसर उपचार की नींव रखने में मदद कर सकता है।

द कन्वरसेशन एकता