(a) Illustrazione schematica del micromotore ibrido spermatico e del processo di rilascio dello sperma. Le frecce nere rappresentano la forza reattiva sulle braccia quando si colpisce un ostacolo. (b) Vista dall'alto della microstruttura del tetrapode con la testa schematica dello spermatozoo (c) Immagini SEM di una serie di microstrutture di tetrapodi stampate. (d) Risultati della simulazione che dimostrano la deformazione di un singolo braccio. Le frecce gialle rappresentano le forze applicate. (i) La forza applicata è di 128 pN da un mobile, sperma non iperattivato. (ii) La forza applicata è 450 pN da uno spermatozoo iperattivato. Credito:arXiv:1703.08510 [physics.med-ph]
(Phys.org)—Un team di ricercatori dell'Istituto per le nanoscienze integrative in Germania ha testato la possibilità di utilizzare cellule spermatiche per somministrare farmaci a tumori cancerosi nelle pazienti di sesso femminile. Nella loro carta caricata sul server di prestampa arXiv , il gruppo descrive come potrebbe funzionare una tale tecnica, i risultati dei test iniziali e ciò che hanno appreso dai loro esperimenti.
Negli ultimi anni, i ricercatori medici si sono concentrati sullo sviluppo di sistemi di trasporto per la consegna di sostanze chimiche a bersagli all'interno del corpo per il trattamento di disturbi come il cancro, ma finora, è stato lento a causa di una serie di problemi come il corpo che risponde in modi inutili o obiettivi come i tumori che si oppongono. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno esaminato l'idea di utilizzare un vettore naturale per fornire farmaci utili a bersagli specifici:cellule spermatiche che forniscono farmaci guidati a tumori e altri siti problematici nel tratto riproduttivo femminile.
Mentre è noto che gli spermatozoi nuoteranno nella vagina alla ricerca di un uovo da fecondare, e in alcuni casi, sono noti per nuotare e fecondare le uova ancora nella tuba di Falloppio, la casualità del loro comportamento è stata ritenuta troppo insostenibile per la somministrazione di farmaci:il team voleva essere in grado di guidare i singoli spermatozoi. Per compiere quell'impresa, hanno persuaso gli spermatozoi a nuotare in un minuscolo elmo rivestito di ferro che aderiva alla sua testa. Lo sperma potrebbe quindi essere guidato utilizzando un magnete esterno. Il casco è stato progettato con un meccanismo a sgancio rapido che gli ha permesso di staccarsi dallo sperma quando si è scontrato con la testa contro qualcosa, come una cellula tumorale, permettendo allo spermatozoo di penetrare nella cellula tumorale nello stesso modo in cui farebbe un uovo, consegna del farmaco. I ricercatori hanno anche scoperto che potrebbero indurre uno spermatozoo ad assorbire un farmaco antitumorale semplicemente immergendolo in una soluzione contenente il farmaco.
I ricercatori hanno testato la loro idea usando lo sperma di toro su una piccola traccia nel loro laboratorio. Riferiscono di essere stati in grado di spostare con successo lo spermatozoo nella posizione desiderata, Cellule HeLa e sferoidi HeLa:sostituti delle cellule tumorali. Riferiscono anche che il casco ha fatto sì che lo sperma nuotasse il 43% più lentamente del normale. Sebbene i risultati del test si siano rivelati impressionanti, ci sono molti ostacoli da superare prima che una tale tecnica possa essere effettivamente utilizzata negli esseri umani, prima di tutto, prevenire gravidanze accidentali. C'è anche il problema di cosa succede agli elmetti abbandonati (a migliaia ne rimarrebbero indietro) e se uno spermatozoo potrebbe essere guidato all'interno del corpo umano. E poi c'è il problema di ottenere lo sperma.
Schema raffigurante la somministrazione di farmaci mirati al tumore da parte di un micromotore ibrido di spermatozoi sotto guida magnetica con trigger meccanico di rilascio dello sperma. Credito:arXiv:1703.08510 [physics.med-ph]
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