Teranobots

Bladder cancer is the 9th most common cancer in the world, being diagnosed in 550,000 patients and causing 200,000 deaths annually. Most bladder cancers (80-90%) are classified as urothelial carcinomas, from which the 75-80% are non-muscle-invasive bladder cancer (NMIBC). Despite having good survival rates, bladder cancer relapse is very frequent, with a 5-yr prevalence over the 1.6 million cases worldwide. Moreover, because of the nature of the treatments and the techniques used in diagnostic and patient surveillance, bladder cancer is currently the most expensive malignancy to treat.

In one hand, the current diagnostic and staging process involves surgical transurethral biopsy resection (with the consequent hospitalization and medical leave) followed by histopathological assessment (time consuming). In another hand, the gold-standard treatment for NMIBC involves transurethral tumour resection, followed by adjuvant intravesical therapy, which can be maintained up to 3 years. Such intravesical therapy is based either on the use of chemotherapeutic drugs like mitomycin or cisplatin-based drugs (which do not have long-term responses) or immunotherapeutic treatment based on BCG vaccine (with serious side-effects). Finally, cystoscopy technique used during surgical intervention and periodical monitoring have strong limitations due to limited sensibility. Indeed, quite often, small papillary tumours and flat carcinoma in situ lesions are not properly visualized during cystoscopy. Consequently, an incomplete resection of the primary tumours is performed, leading to a substantial increase in the short- and medium-term recurrence rates.  All these therapeutic limitations lead to unnecessary inconvenience (invasive technique) and risks for patients as well as costs for health care (direct costs –e.g. hospitalization, repeated cystoscopies and repeated treatments) and patients (indirect costs-e.g. loss of labour) as well as quality of life reduction. In fact, approximately 60% of the lifetime cost related to bladder cancer is attributable to tumour surveillance and relapses. Thus, there is an urgent need for the development of novel therapies with better efficiencies and long-term responses.

TERANOBOTS is a technology based on urease-powered nanomotors, which are capable to navigate in fluids due to the biocatalytic decomposition of fuel urea. TERANOBOTS also include additional moieties on their surface, such as anti-FGFR3 antibody for bladder cancer targeting, PEG for immune system camouflaging, enzyme-labelled for fluorescence detection and gold nanoparticles for enhanced PET-CT imaging of targeted bladder cancer cells. This technology represents a novel diagnostic & therapeutic approach that can simultaneously actively target bladder cancer cells, enhance drug delivery, reduce required doses and facilitate patient diagnostic and surveillance through enhanced imaging. Thus, TERANOBOTS is a novel theranostic approach that leads to a more efficient NMIBC diagnosis, therapy and management.

El càncer de bufeta és el novè càncer més comú del món, sent diagnosticat a 550.000 pacients i causant 200.000 morts anuals. La majoria de càncers de bufeta (80-90%) es classifiquen com a carcinomes urotelials, dels quals el 75-80% són càncer de bufeta no invasius de múscul (NMIBC). Aquests, tot i tenir bons índex de supervivència, mostren un índex de recidiva molt alt, amb una prevalença a cinc anys per sobre dels 1,6 milions de casos, a tot el món. A més, degut a la naturalesa dels tractaments i de les tècniques emprades en la diagnosi i seguiment del pacient, el càncer de bufeta és actualment un dels càncers més cars de tractar.

Un dels punts per millorar, per exemple, és el procés actual de diagnòstic i classificació del càncer, el qual implica obtenir una biòpsia a través d’una resecció quirúrgica transuretral (amb la consegüent hospitalització i baixa mèdica) seguida d’una avaluació histopatològica per al diagnòstic (procés lent). Per una altra banda, en relació a la teràpia, el tractament estàndard per al NMIBC implica una resecció dels tumors per cirurgia transuretral, seguida d’una teràpia intravesical adjuvant, que es pot mantenir fins a 3 anys. Aquesta teràpia intravesical es basa en l’ús de fàrmacs quimioterapèutics com la mitomicina o els medicaments basats en cisplatina (que no tenen respostes a llarg termini), així com en l’ús d’un tractament immunoterapèutic basat en la vacuna BCG (amb freqüents efectes secundaris greus). Finalment, la tècnica de cistoscòpia emprada durant la intervenció quirúrgica i el seguiment periòdic té limitacions fortes a causa de la baixa sensibilitat de la tècnica. De fet, amb molta freqüència, els tumors papil·lars petits i el carcinoma pla en lesions in situ no es visualitzen correctament durant la cistoscòpia. En conseqüència, es realitza una resecció incompleta dels tumors primaris, provocant un augment substancial de les taxes de recurrència a curt i mig termini. Com a conseqüència, totes aquestes limitacions terapèutiques comporten molèsties innecessàries, degut a la invasivitat de les tècniques, així com riscos per als pacients, i elevades despeses per al sistema sanitari (despeses directes –hospitalització, cistoscòpies repetides i tractaments repetits) i pacients (costos indirectes -baixa laboral), així com reducció de la qualitat de vida. De fet, aproximadament el 60% del cost de la vida relacionat amb el càncer de bufeta és atribuïble al seguiment i a les recaigudes del tumor. Per tant hi ha una necessitat urgent per desenvolupar noves teràpies amb millors eficiències i respostes a llarg termini.

TERANOBOTS es presenta com una tecnologia basada en nanomotors propulsats per enzims, capaços de navegar en fluids a causa de la descomposició biocatalítica de la urea com a combustible. La tecnologia TERANOBOTS inclou molècules addicionals en la seva superfície, com ara anticossos anti-FGFR3 per al reconeixement del càncer de bufeta, molècules PEG per al camuflatge del sistema immunitari, enzims fluorescentment marcats per a la detecció a través de cistoscòpia, i nanopartícules d’or per a la imatge augmentada a través de PET-CT. Aquesta tecnologia doncs representa un nou enfocament que combina diagnòstic i teràpia en un mateix sistema per atacar activament les cèl·lules canceroses de la bufeta, millorar l’administració de fàrmacs, reduir les dosis requerides, així com facilitar el diagnòstic i seguiment del pacient mitjançant imatgeria millorada. Així doncs, el sistema TERANOBOTS és una tecnologia teranòstica que permet un diagnòstic, teràpia i seguiment de pacients amb NMIBC més eficient.