hierboven: bacteriën (roze) Knus tot delende colorectale kankercellen (blauw) in deze valse kleur scanning elektronenmicrograaf.SCIENCE PHOTO LIBRARY, STEVE GSCHMEISSNER in de film Fantastic Voyage uit 1966 wordt een team van wetenschappers gekrompen om in een kleine onderzeeër te passen zodat ze door de vasculatuur van hun collega kunnen navigeren en hem kunnen bevrijden van een dodelijke bloedstolsel in zijn hersenen. Deze klassieke film is een van de vele fantasierijke biologische reizen die het hebben gemaakt om het grote scherm in de afgelopen decennia. Tegelijkertijd hebben wetenschappers gewerkt aan een soortgelijke visie: kleine robots die door het menselijk lichaam zwerven om ziekten te detecteren en te behandelen.
hoewel systemen met nanomotoren en boordberekeningen voor autonome navigatie nog steeds fictief zijn, hebben onderzoekers een groot aantal systemen op micro – en nanoschaal ontworpen en gebouwd voor diagnostische en therapeutische toepassingen, vooral in de context van kanker, die als vroege prototypes van nanorobots kunnen worden beschouwd. Sinds 1995 zijn meer dan 50 nanofarmaceutica, een soort apparaat op nanoschaal dat een geneesmiddel bevat, goedgekeurd door de Amerikaanse Food and Drug Administration. Als een drug van deze klasse één of meer robotkenmerken bezit, zoals het ontdekken, berekening aan boord, navigatie, of een manier om zichzelf van macht te voorzien, kunnen wetenschappers het een nanorobot noemen. Het zou een nanovehicle kunnen zijn dat een drug draagt, naar of bij voorkeur aggregaten bij een tumorplaats navigeert, en omhoog opent om een drug slechts op een bepaalde trekker vrij te geven. Eerst goedgekeurd nanopharmaceutical was DOXIL, liposomal nanoshell dragend de chemotherapeutische drug doxorubicin, die cellen niet selectief doodt en algemeen wordt gebruikt om een waaier van kanker te behandelen. Intraveneus toegediende nanoshells accumuleren bij voorkeur in tumoren, dankzij een lekkende vasculatuur en ontoereikende drainage door het lymfatische systeem. Daar geven de nanoparticles langzaam de drug na verloop van tijd vrij. In die zin zijn basisvormen van nanorobots al in klinisch gebruik.
nauwkeurige navigatie naar tumorplaatsen blijft een heilige graal van nanorobot onderzoek en ontwikkeling.
wetenschappers kunnen de vorm, grootte en samenstelling van nanodeeltjes manipuleren om het richten van tumoren te verbeteren, en nieuwere systemen gebruiken strategieën die specifiek kankercellen herkennen. Nog steeds, nauwkeurige navigatie naar tumorplaatsen blijft een heilige graal van nanorobot onderzoek en ontwikkeling. Een 2016 meta-analyse die de efficiency van nanodeliveryvoertuigen beoordeelt die in dierlijke studies in de voorafgaande 10 jaar worden getest toonde aan dat een mediaan van minder dan 1 percent van de ingespoten nanovehicles eigenlijk de tumorplaats bereikte, en dat dit slechts marginaal met actieve het richten mechanismen, zoals oppervlaktedecoratie met specifieke antilichamen of peptides voor tumor-specifieke receptorband slechts kan worden verbeterd.
Hoe kunnen we deze nanobots beter maken in het sturen van zichzelf naar tumorplaatsen? Draadloze energieoverdracht blijft een enorme uitdaging en batterijen zijn nog niet efficiënt op nanometerschaal. De onderzoekers hebben externe krachten zoals ultrasone klank of magnetische velden gebruikt om het homing van nanomedicines aan tumorweefsels te bevorderen, maar de vloeistofdynamica van het bloedsomloopwerk tegen nanoshuttles, waarvan de oppervlakte-aan-volumeverhouding 1 miljard keer dat van voorwerpen op de schaal van meters is. Dit veroorzaakt oppervlakte en trekkrachten om dominanter te worden: aan nanoparticle, zou het als het bewegen door honing kunnen voelen wanneer het navigeren het waterige milieu van de vasculature.
maar zoals het zo vaak doet, kan de natuur gewoon een oplossing hebben: bacteriën. De microscopische organismen zwemmen autonoom door vloeistoffen, aangedreven door moleculaire motoren die hun cilia of flagella op een kurkentrekker-achtige manier laten draaien—een zeer effectief voortstuwingsmechanisme op deze schaal dat vele nanorobotici heeft geïnspireerd die deze functionaliteit proberen na te bootsen. Onderzoekers hebben spiraalvormige, magnetische zwemmers gefabriceerd die bijvoorbeeld door een roterend magnetisch veld naar voren kunnen worden gesponnen. Maar bacteriën, vooral in de context van de behandeling van kanker, zijn meer dan alleen rolmodellen voor efficiënt zwemmen; sommige zijn zelf therapeutisch. Bovendien kunnen de microben biochemische signalen waarnemen en hun trajecten dienovereenkomstig aanpassen, gelijkend op de beoogde berekening aan boord.
het idee om bacteriën te gebruiken voor de behandeling van kanker is niet nieuw. Een van de vroegste rapporten over bacteriën als kankertherapie komt van de immunotherapie pionier William Coley, die in de late 19e eeuw erkende dat sommige kankerpatiënten ook lijden aan huidinfecties waren meer kans om beter te krijgen. Hij begon bacteriële gifstoffen, door warmte geïnactiveerde microben, of zelfs levende culturen van Streptococcus bacteriën in zijn patiënten met inoperabele bot-en weke delen kankers te injecteren, vaak leidend tot remissies. Het was een gedurfde aanpak, gezien het risico van oncontroleerbare infecties van deze bacteriële formuleringen vóór de wijdverspreide beschikbaarheid van antibiotica. Grotendeels door dat gevaar, en de belofte van de ontluikende concepten van bestraling en chemotherapie, is het klinisch gebruik van bacteriën als therapeutische middelen voor kanker onontwikkeld. Vandaag de dag beleeft dit revolutionaire idee een renaissance.
dankzij de convergentie van gebieden van biologie en chemie tot materiaalwetenschappen, engineering en computerwetenschappen, openen zich nieuwe wegen voor de ontwikkeling van bacteriële therapieën voor kanker. De toolkits die beschikbaar worden gesteld dankzij de lagere kosten van zowel sequencing als synthese van DNA, samen met synthetisch-biologische benaderingen voor aangepast genetisch ontwerp van bacterieel-achtig gedrag, effenen de weg voor de opkomende gebieden van micro – en nanorobotica.
een geschiedenis van Nanoengineering en bacteriële therapie
gemanipuleerde nanorobots die in het lichaam kunnen rondzwerven om tumoren te detecteren en te behandelen zijn al een visie voor de afgelopen halve eeuw, en het idee om bacteriën te gebruiken om kanker te bestrijden is zelfs ouder dan dat. Onderzoekers zijn tot het inzicht gekomen dat sommige bacteriën van nature een aantal eigenschappen van een nanorobot bezitten: ze kunnen autonoom tumoren zoeken en hebben gemakkelijk giftige payloads die kankercellen kunnen doden. Door bacteriën te combineren met klassieke benaderingen in robotica en engineering voor externe controle en begeleiding, kunnen onderzoekers nu het ooit fictieve idee van een kankerbestrijdende nanorobot werkelijkheid maken-en de robot leeft.
bacteriën met anti-kanker lading
Bacillus Calmette-Guérin (BCG), een verzwakte bacterie die typisch wordt gebruikt als een vaccinstam voor tuberculose, is gedurende de laatste decennia hergebruikt om lokaal blaaskanker te behandelen. Het concept achter deze aanpak, vergelijkbaar met die gepostuleerd door Coley, is dat de toediening van bacteriën het immuunsysteem van de patiënt stimuleert om de kanker te bestrijden.
nog beter, hoewel Coley dit niet weet, hebben veel bacteriën (hoewel om onbekende redenen, niet BCG) ook het potentieel om selectief te groeien binnen vaste tumoren, in de blaas en elders; verminderde immunobewaking in de hypoxische en zure omgeving van de tumor biedt anaërobe bacteriën een veilige haven om te groeien en te gedijen. Terwijl binnen tumoren, sommige bacteriën produceren toxines en concurreren met kankercellen voor voedingsstoffen. Uiteindelijk, veroorzaakt de accumulatie van bacteriën binnen de tumor immune-cel infiltratie, die dan tot Anti-kankerreacties kan leiden. Toch, ondanks het feit dat veel natuurlijk voorkomende en laboratorium-gemaakte bacteriestammen in diermodellen van kanker, en menselijke proeven die bacteriën testen om kanker te behandelen hebben uitgevoerd, hebben de onderzoekers weinig doeltreffendheid buiten de voordelen waargenomen die bij blaaskankerpatiënten blijven worden gezien.
als gevolg daarvan is het veld verschoven naar genetisch gemanipuleerde bacteriën om te dienen als veerboten voor recombinante payloads. Het selectieve richten en de verdere groei van bacteriën in tumors, samen met lokale levering van therapeutiek die door de microben zelf wordt vergemakkelijkt, konden de bijkomende schade aan gezonde cellen minimaliseren die met systemische kankertherapieën gemeenschappelijk is. Verscheidene groepen hebben bacteriën ontworpen om een grote verscheidenheid van lading, met inbegrip van gifstoffen tegen kanker, cytokines, en apoptosis-veroorzakende factoren te produceren. De productie van potentieel giftige therapeutische lading vereist verdere controle over de bacteriën, in het geval dat ze landen op locaties die ze niet zouden moeten. dus, onderzoekers zijn nu op weg naar engineering volgende generatie bacteriële systemen om een fysiologische cue voelen en reageren door het produceren van een therapeutische op de lokale ziekte plaats.
om dit doel te helpen, heeft het gebied van synthetische biologie de afgelopen twee decennia een repertoire van genetische circuits ontwikkeld om microbieel gedrag te beheersen. Deze kringen bestaan uit positieve en negatieve terugkoppelmotieven om dynamische cellulaire functies te moduleren, handelend als tuimelschakelaars, oscillatoren, tellers, biosensoren, en recorders—hulpmiddelen die de onderzoekers hebben gebruikt om kanker-bestrijdende microben te ontwerpen. een voorbeeld van genetische controle over kankerbestrijdende bacteriën is het gesynchroniseerde lysis circuit dat in 2016 werd ontwikkeld door Jeff Hasty ’s groep aan de Universiteit van Californië, San Diego, in samenwerking met Sangeeta Bhatia’ s laboratorium aan het MIT, waar we beiden onze postdoctorale training deden. (T. D. was een coauteur op deze 2016 studie.) In deze kring, lokaliseren de bacteriën aan tumors en groeien aan een kritieke dichtheid, dan synchroon scheuren om therapeutische samenstellingen vrij te geven die de microben hadden veroorzaakt. Deze benadering, die voordeel haalt uit het natuurlijke bacteriële quorum ontdekken, verbetert op verscheidene eigenschappen van eerder ontwikkelde bacteriële therapieën, waarvan de meesten constitutief drugs produceren, betekenend zij de Therapeutiek in onbedoelde gebieden van het lichaam zouden kunnen maken en vrijgeven. Omdat bacteriën alleen kritieke dichtheid bereiken binnen tumoren, zullen ze alleen zichzelf vernietigen en hun therapeutische lading daar afgeven. Dit leidt tot het snoeien van de microbiële bevolking, het verhinderen van ongecontroleerde groei van bacteriën in de tumor of elders. In een colorectale levermetastase muismodel, resulteerde dit systeem in een tweevoudige verhoging van overleving wanneer gecombineerd met chemotherapie, in vergelijking met chemotherapie of bacteriën alleen.
verschillende groepen hebben deze aanpak verder ontwikkeld. In 2019 bijvoorbeeld, een van ons (T. D.), samen met Columbia University microbioloog en immunoloog Nicholas Arpaia en collega ‘ s, creëerden bacteriën die moleculen geproduceerd bekend om immune checkpoints te blokkeren, zoals CD47 of PD-L1, die gewoonlijk de remmen op immuuncellen zetten en daardoor anti-tumor activiteit verminderen. Als gevolg van het blokkeren van deze wegen in tumoren, konden bacteriën T-cellen primen en de klaring van kanker in een lymfoom muismodel vergemakkelijken. Het meest verrassend, onbehandelde tumoren binnen behandelde dieren ook gekrompen, wat suggereert dat lokale priming verre en duurzame antitumor immuniteit zou kunnen leiden.
De aanpak van het gebruik van bacteriën als kankertherapie begint de aandacht van de biotech-industrie te trekken. Een bedrijf, BioMed Valley Discoveries, heeft injecties Getest van de sporen van Clostridium novyi-NT, een obligaat anaerobe die alleen kan groeien in hypoxische omstandigheden en genetisch verzwakt is zodat er geen dodelijke toxine wordt geproduceerd, in verschillende klinische studies. Bij ratten, honden, en de eerste menselijke patiënt, de behandeling toonde “nauwkeurige, robuust, en reproduceerbare antitumor reacties,” volgens een 2014 rapport.
een ander bedrijf, Synlogic, ontwikkelt intratumoraal geïnjecteerde bacteriën die ontworpen zijn om een STING (STImulator van Interferongenen) – agonist te produceren en als een aangeboren immuunactivator te fungeren. De bacteriën worden ontdekt en overspoeld door antigeen-presenterende cellen die de tumor hebben geïnfiltreerd, en binnen die immune cellen activeren zij de STEEKWEG, resulterend in interferonversie en tumor-specifieke t-celreacties. Een Fase 1 klinische proef is aan de gang om deze therapie voor de behandeling van vuurvaste stevige tumoren te evalueren, en proeven voor gebruik in combinatie met een checkpoint inhibitor zijn gepland.
de resultaten van deze en andere studies zullen dienen als leidraad voor verdere innovaties op het gebied van veiligheid en werkzaamheid voor gemanipuleerde bacteriële kankertherapieën. Bijvoorbeeld, zullen deze studies licht werpen niet alleen op therapeutische doeltreffendheid, maar op bacteriële kolonisatie niveaus en distributie in geduldige tumors, afstoten of off-target kolonisatie, en stabiliteit van genetische modificaties in de tijd—factoren die slechts op een gedetailleerd niveau in muismodellen zijn bestudeerd. Zodra een proof-of-principle is vastgesteld bij de mens, zal er een grote druk zijn om de optimale bacteriële stam, payload, circuits en de juiste klinische instellingen te bepalen waarin deze soorten therapieën worden gebruikt.
het bouwen van bacteriën om kanker te bestrijden
Synthetische biologen passen nieuwe strategieën in genetische manipulatie toe om eigenschappen en slimme circuits in bacteriën te coderen voor een effectievere in vivo monitoring en toediening van geneesmiddelen. Tegelijkertijd ontwikkelen ingenieurs instrumenten voor externe controle en begeleiding van bacteriën met als doel het verbeteren van hun vermogen om tumoren te vinden en te benaderen. Hier zijn een paar voorbeelden.
Bacteriële bommen
Jeff Hasty van de Universiteit van Californië, San Diego, in samenwerking met hebben sangeeta Bhatia van MIT (en T. D. in Bhatia ‘ s lab), ontworpen met een verzwakt Salmonella enterica bacteriële stam naar synchroon release cancer therapeutics wanneer de bevolking bereikt een kritische dichtheid, zodat periodieke aflevering van geneesmiddelen in muis tumoren. Het effect is gebaseerd op quorumlysis, betekenend wanneer een kritieke de dichtheid van de bacteriecel door de bevolking wordt ontdekt, lyse zij en geven de drug vrij, terwijl het overleven bacteriën zich blijven verspreiden tot de kritieke drempel opnieuw wordt bereikt om de cyclus te herhalen.
gecodeerde nanostructuren voor beeldvorming
Mikhail Shapiro van de Universiteit van Californië-Berkeley en collega ‘ s codeerden met gas gevulde nanostructuren in micro-organismen, waaronder bacteriën en archaea. Deze structuren, wanneer geproduceerd door de microben, dienen als contrastagenten voor ultrasone klankweergave, die onderzoekers toestaan om te visualiseren waar zij in het lichaam gaan—kritiek voor kankerdiagnostiek evenals behandelingsstatus controleren door onderzoekers toe te staan om bacteriële accumulatie in tumors in tijd te visualiseren. De groep demonstreerde onlangs multiplexing van deze benadering door een afzonderlijke reporter in elk van twee bacteriën, E. coli en Salmonella te coderen, om de microbe in de darmen en tumors van muizen te lokaliseren en te onderscheiden.
magnetisch ondersteunde navigatie
Sylvain Martel van Polytechnique Montréal en collega ‘ s hechtten geneesmiddelbevattende nanoliposomen aan een magnetotatische bacteriestam genaamd MC-1 die werd geïnjecteerd in de nabijheid van tumoren bij muizen. Deze bacteriën biomineralize magnetische nanoparticles natuurlijk binnen hun membranen, toestaand de onderzoekers om magnetische velden te gebruiken om de bacteriën aan—en in—tumors te leiden, waar zij therapeutics kunnen leveren of als agenten van het weergavecontrast kunnen dienen.
Shining light on tumors
Di-Wei Zheng en collega ‘ s van de Universiteit van Wuhan in China gebruikten licht om de metabole activiteiten van E. coli te versterken door zich aan de oppervlakken van de bacteriën te hechten halfgeleidernanomaterialen die onder lichtstraling foto-elektronen produceren. Dit leidde tot een reactie met de endogene nitraatmoleculen van de bacterie, waardoor de vorming en secretie van een cytotoxische vorm van stikstofmonoxide met 37-voudig werd verhoogd. In een muismodel leidde de behandeling tot een vermindering van 80 procent van de tumorgroei.
Remote control geleiding van bacteriën naar tumoren
terwijl onderzoekers erin slagen bacteriën te ontwikkelen om stoffen tegen kanker te dragen of te produceren, zal minder dan 1 procent van die microben op zichzelf tumoren bereiken. Aangezien de meeste tumors niet toegankelijk zijn door directe injectie, moeten de clinici bacteriële therapieën aan tumorplaatsen effectief kunnen navigeren, waar de microben betrouwbaar en controllably de giftige drugs zouden moeten vrijgeven die zij coderen.
Hier is synthetische biologie beïnvloed door de principes van microrobotica. Bijvoorbeeld, E. coli bacteriën kunnen worden ontworpen met genen van mariene micro-organismen om te voelen en gebruik te maken van lichte energie. In 2018 toonden Jochen Arlt en collega ‘ s van de Universiteit van Edinburgh aan dat dergelijke fotosynthetische stammen van bewegende E. coli door ruimtelijk gevormde lichtvelden konden worden geleid. Als reactie op patronen van lichtBlootstelling, verplaatsten de bacteriën zich naar bepaalde locaties; het volgen van hun positie informeerde de volgende lichtinvoer om hen vooruit te leiden langs een vooraf bepaald pad—een proces dat bekend staat als closed loop control, een fundamenteel onderdeel van robotica.
nieuwe genetische toolkits maken de weg vrij voor de opkomende gebieden van micro – en nanorobotica. in hetzelfde jaar gebruikten Xian-Zheng Zhang en collega ‘ s van de Wuhan University in China licht om lokaal een 37-voudige toename van de productie van bacteriële cytotoxinen teweeg te brengen door zich aan de membranen van de bacteriën te hechten nanomaterialen die bij blootstelling aan licht foto-elektronen vrijgeven die de synthese van de toxine bevorderen. In een muismodel van borstkanker, werden deze anaerobe bacteriën gevonden om in het hypoxic micromilieu van de tumors te accumuleren, en de daaropvolgende licht-boosted cytotoxin productie resulteerde in rond 80 percentremming van tumorgroei. Dit is een voorbeeld van hoe de integratie van synthetisch materiaal in levende bacteriën kan toestaan afstandsbediening van bepaalde acties of functionaliteit, een andere functie geleend van klassieke robotica.
hoewel optisch getriggerde navigatie en controle een enorm potentieel hebben, belemmert het beperkte vermogen van licht om weefsel te penetreren de benadering. Een meer gebruikte vorm van externe energie is echografie. Het heeft lang toepassingen in medische diagnostiek en monitoring gehad. Meer recent, worden de gas-gevulde microbubbels, wegens hun sterke en duidelijke akoestische reactie, gebruikt om contrast op ultrasone klankbeelden van weefsels te verbeteren, en de speciale vormen van high-powered, geconcentreerde ultrasone klank zijn toegepast in therapie om het vervoer van drug-gevulde nanobubbels op te voeren door de akoestische drukgolven als externe energie te gebruiken om hen diep in tumorweefsels te duwen. Deze aanpak bereikte vooral veelbelovende resultaten bij glioblastoom, omdat de bloed-hersenbarrière bijzonder moeilijk te overwinnen is voor drugs. Een paar jaar geleden gebruikten onderzoekers echografie om therapeutische bacteriën in vivo te volgen. Mikhail Shapiro en collega ‘ s van Caltech hebben bacteriën genetisch gemanipuleerd om zogenaamde akoestische reporter genen (ARG) uit te drukken, die de componenten van holle structuren, gasblaasjes genaamd, coderen die ultrasone golven verstrooien, waardoor ze een echo konden genereren die hen in staat stelde de locatie van de bacteriën diep in levende muizen te detecteren.
andere gemeenschappelijke bronnen van externe energie die veilig en op afstand in het menselijk lichaam kunnen worden toegepast, zijn magnetische velden. Terwijl magnetische resonantie imaging systemen zijn klinisch gebruikt voor decennia, de ontwikkeling van systemen voor magnetische begeleiding en controle zijn nog vrij nieuw. Tot nu toe hebben onderzoekers de aanpak toegepast om magnetische katheters te begeleiden voor zeer nauwkeurige chirurgie. Het meest bekende voorbeeld is het Niobe-systeem van St. Louis–gebaseerde Stereotaxis voor de behandeling van hartritmestoornissen. Een magnetische katheterpunt wordt nauwkeurig gestuurd langs abnormaal hartweefsel, waar elektrische pulsen verwarmen of koelen van het apparaat om misfiring cellen ablate.
het gebruik van soortgelijke magnetische instrumenten om bacteriën te begeleiden in de context van kankertherapie is voorgesteld door groepen die werken met magnetotatische bacteriën—mariene microben die op natuurlijke wijze snaren van ijzeroxide nanodeeltjes in een lipide omhulsel synthetiseren. Deze eigenschap is geëvolueerd om hen te helpen navigeren in het water door het magnetische veld van de aarde te voelen, met deze snaren werken als kompasnaalden in hun eencellige lichamen. Dit werd voor het eerst ontdekt in de jaren 1970 door Richard Blakemore van Woods Hole Oceanographic Institution in Massachusetts. Ongeveer 40 jaar later koppelden Sylvain Martel van Polytechnique Montréal ’s NanoRobotics Laboratory en collega’ s deze magnetotactische bacteriën aan DOXIL, de in liposomen gewikkelde chemotherapeutische die de titel van de eerste goedgekeurde nanomedicine verdiende. Martel ‘ s groep, ook, maakte gebruik van het feit dat anaerobe bacteriën de neiging om de thuisbasis van tumoren voor hun lage zuurstof omgeving, en gekoppeld dat natuurlijke homing mechanisme met een extern gericht magnetisch veld, waaruit verhoogde accumulatie en penetratie van de therapie in muizen tumoren. In een andere recente studie, een van ons (S. S.), met onderzoekers van MIT en ETH Zürich, toonde in weefselmodellen op een chip dat het toepassen van roterende magnetische velden zwermen van dergelijke magnetotactische bacteriën kon drijven om te fungeren als kleine propellers, waardoor sterke stromen worden gecreëerd om metgezel nanogeneesmiddelen uit bloedvaten en dieper in weefsels te duwen.
hoewel het gebruik van dergelijke magnetotactische soorten in het menselijk lichaam in de toekomst tientallen jaren kan voorkomen, zou het coderen van magnetosensatie in andere, meer klinisch vertaalbare of reeds geteste bacteriestammen op korte termijn een haalbaar doel kunnen zijn. Verscheidene proteã nen betrokken bij het complexe biomineralizatieproces dat de magnetische samenstellingen in magneto-tactiekbacteriën vormt zijn geà dentificeerd, en in een preprint gepubliceerd eerder dit jaar, rapporteerden de onderzoekers engineering E. coli om magnetietdeeltjes te vormen en hen door externe magnetische velden te controleren.
E. coliWIKIMEDIA commons, IDKLABeen andere route om niet-magnetische bacteriën controleerbaar te maken door magnetische velden is door er simpelweg magnetische materialen aan te bevestigen. De onderzoekers hebben één of zelfs veelvoudige bacteriële spanningen genomen en aan magnetische micro – of nanoparticles gebonden. Bij blootstelling aan een extern magnetisch veld, zullen deze magnetische deeltjes zich oriënteren met het veld, en zo ook de bacteriën, die dan in die richting zullen reizen. In 2017 hebben Metin Sitti en collega ‘ s van het Max Planck Instituut voor intelligente systemen in Stuttgart, Duitsland, E. coli-bacteriën bevestigd aan microdeeltjes die zijn gemaakt van lagen chemotherapeutische doxorubicine en kleine magnetische nanodeeltjes. Met behulp van kankercellen in een schotel, toonden de onderzoekers aan dat ze op afstand deze drug-dragende bacteriële bots met magneten konden controleren om tumorcel targeting te verbeteren in vergelijking met alleen het toevoegen van drug-geladen microdeeltjes aan de cellen.
ongeacht hoe, genetisch gemanipuleerde bacteriën versterkt door externe energiebronnen die triggers, controle en begeleiding bieden, zijn een fascinerende nieuwe richting op dit gebied. Aangedreven door de convergentie van synthetische biologie, werktuigbouwkunde en robotica, brengen deze nieuwe benaderingen ons misschien een stap dichter bij de fantastische visie van kleine robots die vele kankertypes zoeken en vernietigen. Simone Schuerle is universitair docent aan de ETH Zürich en lid van het Instituut voor translationele Geneeskunde van de universiteit. Tal Danino is universitair docent aan Columbia University en lid van het Herbert Irving Comprehensive Cancer Center en het Data Science Institute.