精子被變成微型武器來對抗婦科癌症!

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精子機器人(Spermbot)搶救生命。

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要把足夠的有毒物質送到身體的正確位置,來殺死腫瘤而不會傷害任何其他細胞,始終需要跳脫傳統的思維框框。

精子包裹在鐵衣裡,然後利用磁場來引導它到目標物,可能是一種創新方法,把藥物送到受癌症影響的女性生殖系統部位。

來自德國的整合奈米科學研究所(Institute for Integrative Nanosciences)開姆尼茲工業大學(Chemnitz University of Technology)的研究人員找到能夠控制一種改造良好的過程的方法,引導包裹在鐵衣裡的精子在陰道、子宮頸、子宮和輸卵管的惡劣環境移動,來治療諸如婦科癌症、子宮內膜異位症(endometriosis)和骨盆腔發炎。

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把有效劑量的藥物傳送到正確位置而不傷害健康細胞,是癌症治療研究的主要挑戰之一。

將藥物包裹在細微的氣泡中,例如稱為脂質體(liposomes)的顯微容器,有助於使它們更容易溶解。並且在它們攜帶有毒物質在身體內流通時,有助於保護身體免受侵害。

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不幸的是,還有很多問題需要解決,包括當包裹物在身體散播並使藥物進入目標細胞時的稀釋。

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由於有被稱為鞭毛(flagellum)的「機動化」鞭子,大自然的確以細胞的形式提供一種解決方案,能夠在特定方向推動自己向前,同時集中全力來嗅出化學熱點。

由於這樣,有許多種類的細菌非常適合為遍及身體的路徑做引導,不是搜尋化學標記的信標,就是受到某種外部的控制,如果沒有不幸的話。它們有可能遠在成功執行任務之前,就被我們的免疫系統狼吞虎嚥掉。

精子可能也提供較好的解決方案,特別是在像女性生殖道內的條件下。

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它們不僅已經適合在這樣的環境做導引,而且它們的膜提供一種完美的方式來包裝藥物,以避免被稀釋、造成免疫反應、或被人體的酵素分解。

由於它們還適合在受精期間與卵子結合,所以精子的膜也提供便利的方式,來運送藥物到目標組織的細胞內。

這些研究人員藉由將牛的精子浸泡在名為阿黴素(doxorubicin)的化療藥物中,來測試他們的想法。阿黴素常被用來治療婦科癌症,透過阿黴素來中斷癌細胞製造特定的大型蛋白質分子,這是成熟精子不用擔心的事。

為了驅使精子朝向正確的方向,這個團隊採用一種名為奈米蝕刻(nanolithography)的3D列印方式,創造出一種微型輓具,並塗上一層薄鐵。

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這一薄層的鐵對安排好的磁場做出反應,以這樣的方式來指導精子在特定方向進行馬拉松式的游泳。

做在精子輓具的前面有4隻可彎曲的手臂,設計成在撞擊進入細胞時會彎曲,並從微小的引導環將精子釋放出來。

對於為了成功而裝扮成微型藥物走私者,並把阿黴素裝載到細胞質,這些研究人員對它們進行一系列實驗來測試他們的活力、導引、和把藥物送進稱為海拉(HeLa)的癌細胞的能力。海拉是在實驗室培養的癌細胞。

雖然輓具把它們的速度降低將近一半,以及化療藥物對它們行進的距離影響很小,但它們仍然設法根據命令移動,並將藥物送到癌細胞內,至少在培養皿中是這樣的。

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這項研究發表在線上預印本資料庫(arXiv.org),在提交給同行評議之前 公開給其他有興趣的研究人員來討論。

2012年,子宮頸癌在全球共造成266,000名女性死亡,佔全球女性癌症死亡人數的7.5%。

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研究人員在研究中做出結論:「雖然在這套系統能夠應用到活體內的環境(例如成像,合成部分的生物降解,攜帶和遞送多個精子以及精子釋放控制的改善)之前,仍然有一些挑戰要克服,精子混合系統可能被展望成在不久的將來,應用在原位癌的診斷和治療。」

雖然仍然有大量的工作需要做,以確定這種運送方式可能的實際效率,以及是否丟棄的輓具有任何副作用,但這是進入治療的令人印象深刻的第一步,有助於挽救全世界每年數以千計被診斷患有婦科癌症的女性的生命。

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來源:Futurism