德國科學家將精子變成微型武器來對抗婦科癌症

精子機器人(Spermbot)搶救生命。

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。

精子包裹在鐵衣里，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。

來自德國的整合納米科學研究所和開姆尼茲工業大學的研究人員找到能夠控制一種改造良好的過程的方法，引導包裹在鐵衣里的精子在陰道、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。

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。

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。

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。

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納米蝕刻(nanolithography)的3D列印方式，創造出一種微型輓具，並塗上一層薄鐵。

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。

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％。

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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