Chemioterapia somministrata direttamente ai tumori da microrobot bioibridi

 

I tumori che raggiungono i polmoni, o metastasi polmonari, rappresentano una sfida formidabile nel campo della cura del cancro. La chemioterapia convenzionale spesso non è efficace perché è inefficiente. Non colpisce direttamente i polmoni e si accumula in una concentrazione sufficientemente elevata da uccidere i tumori.

I miei colleghi e io del laboratorio Wang e dello Zhang Research Group presso l'Università della California, San Diego, abbiamo trascorso gli ultimi cinque anni a sviluppare microrobot bioibridi, piccoli oggetti realizzati con materiali sia naturali che sintetici, che possono essere utilizzati in medicina.

Nella nostra ricerca appena pubblicata, abbiamo creato un microrobot bioibrido basato su microalghe verdi in grado di somministrare la chemioterapia direttamente al polmone e curare le metastasi polmonari.
Le microalghe possono nuotare nel tuo corpo. CSIRO/Wikimedia Commons, CC BY-SA Somministrazione di farmaci tramite alghe

I microrobot sintetici sono in genere realizzati con strutture rigide metalliche o polimeriche difficili da produrre. Non sono in grado di accedere a determinati organi e tessuti e possono essere tossici per gli esseri umani.

Le microalghe superano queste preoccupazioni. Innanzitutto, le microalghe possono muoversi autonomamente utilizzando un'appendice simile a un capello chiamata flagello per spingersi attraverso organi come i polmoni. Sono meno tossiche rispetto ad altri microrganismi. Sono anche più economiche e facili da produrre.

Il nostro microrobot bioibrido, chiamato algae-NP(DOX)-robot, combina microscopiche microalghe verdi vive comunemente utilizzate nei prodotti farmaceutici, Chlamydomonas reinhardtii, con nanoparticelle rivestite con membrane di globuli rossi. Le membrane cellulari agiscono come un "camuffamento" naturale per migliorare la biocompatibilità del microrobot e impedirne l'attacco da parte del sistema immunitario del paziente. All'interno delle nanoparticelle è presente un comune tipo di farmaco chemioterapico chiamato doxorubicina.

Abbiamo testato i nostri microrobot basati sulle alghe su topi con metastasi polmonari. Somministrando questi microrobot basati sulle alghe attraverso la trachea, potremmo trasportare il farmaco direttamente nei polmoni e ridurre al minimo gli effetti collaterali su altri organi. Una volta nei polmoni, il nostro microrobot basato sulle alghe potrebbe nuotare e distribuire il farmaco nel tessuto polmonare. Potrebbe anche eludere la distruzione da parte delle cellule immunitarie nei polmoni, consentendo al farmaco di essere gradualmente rilasciato dalle nanoparticelle.

In precedenza, i ricercatori hanno utilizzato i loro microrobot basati sulle alghe per curare la polmonite.

Rispetto al farmaco libero e alle nanoparticelle cariche di farmaco statiche che non possono muoversi da sole, i nostri microrobot bioibridi si accumulavano in concentrazioni maggiori e venivano trattenuti più a lungo nei polmoni.

Somministrando in modo più efficace la chemioterapia ai tessuti polmonari malati, i nostri microrobot bioibridi hanno migliorato significativamente i risultati terapeutici riducendo i tumori polmonari e prolungando la sopravvivenza dei topi trattati. I topi trattati con i nostri microrobot basati sulle alghe hanno sperimentato un aumento del 40% del tempo di sopravvivenza mediano, estendendo la sopravvivenza da 27 a 37 giorni.

Le cellule immunitarie alla fine scompongono i microrobot in componenti non tossici e li rimuovono completamente dal corpo.
Trattamenti di bioingegneria

I nostri risultati mostrano che i microrobot bioibridi presentano un approccio potente per somministrare farmaci ai polmoni per curare le malattie polmonari.

In precedenza abbiamo utilizzato la nostra piattaforma di microrobot di microalghe verdi per curare la polmonite polmonare acuta. Ora ci stiamo concentrando sul trattamento di altre difficili malattie polmonari, come la fibrosi cistica e la fibrosi polmonare idiopatica.

Stiamo anche lavorando per sviluppare un modo per somministrare in modo più efficace e non invasivo i nostri microrobot bioibridi. L'integrazione di ulteriori strategie di controllo del movimento, come la guida magnetica o la cattura degli ultrasuoni, potrebbe migliorare l'accumulo di farmaci in siti bersaglio specifici nel corpo.

Ci vorrà del tempo prima che i nostri microrobot bioibridi appaiano in clinica. Ma nel complesso, la combinazione di microalghe vive con nanoparticelle rivestite di membrana cellulare per somministrare farmaci può contribuire a gettare le basi per trattamenti bioingegnerizzati contro il cancro.

 

By Zhengxing Li, Ph.D. Candidate in Materials Science and Engineering, University of California, San Diego

Consigli a un ingegnere emergente

-Privilegia l'apprendimento rispetto al denaro

Non tutte le esperienze sono uguali. Non importa quanti anni di esperienza hai. Ciò che conta è cosa hai fatto in tutti quegli anni e con chi. Puoi vedere un lavoro come una combinazione di più cose: denaro, apprendimento, persone, missione... Per quali di queste cose stai attualmente ottimizzando?

Penso che ottimizzare per l'apprendimento rispetto al denaro quando inizi sia vincente nel lungo termine. Le conoscenze acquisite durante i primi anni si accumuleranno e ti consentiranno di ottenere lavori più retribuiti e di maggiore impatto nel lungo termine. Ovviamente, dovresti farlo solo se al momento non hai bisogno di soldi per pagare un debito o mantenere una famiglia.

Investi in attività a lungo termine con persone a lungo termine. Tutti i ritorni nella vita, che siano in termini di ricchezza, relazioni o conoscenza, derivano dall'interesse composto.

All'inizio del tuo viaggio, imparare e crescere come ingegnere durante le tue ore di lavoro è molto più importante del denaro. Considera di essere nel giusto ambiente di apprendimento come una priorità per i tuoi primi lavori.

La migliore decisione di carriera da assumere è quella di lasciare la tua zona di comfort, trasferirti all'estero e iniziare il tuo percorso professionale in un ambiente di lavoro fantastico. Lavorare con un gruppo di persone internazionali, diverse e appassionate che si prendevano cura del loro mestiere, accelera il tuo apprendimento più di ogni altra cosa.

Grazie al lavoro da remoto, ora puoi unirti a uno di questi ambienti senza uscire di casa. Trovarsi in un ambiente di apprendimento fantastico durante l'orario di lavoro è solo il primo passo. Non dimenticare di dedicare del tempo allo studio e alla pratica ogni giorno. Un'ora giornaliera di studio e pratica fuori dal lavoro si accumulerà rapidamente nel lungo periodo.

- Investi in principi e pratiche

Investi il ​​tuo tempo nell'apprendimento dei principi e delle pratiche di un'efficace ingegneria sin dall'inizio. Strumenti e tecnologie specifiche vanno e vengono, ma i principi e le pratiche durano più a lungo.

“Impara gli aspetti senza tempo del tuo mestiere. Questa conoscenza non perderà mai il suo valore.” - Derek Sivers

Sii l'ingegnere con cui tutti vogliono lavorare. Il grado in cui le altre persone vogliono lavorare con te è un'indicazione diretta di quanto successo avrai nella tua carriera di ingegnere.

Una collaborazione efficace è fondamentale nel mondo del lavoro. Impara a collaborare bene con gli altri, aiuta quel collega che è bloccato, ascolta attivamente le idee degli altri e diventa il tipo di persona con cui tutti vogliono avere in squadra.

- Diversifica la tua vita

Non puoi essere davvero il migliore nel tuo lavoro se il tuo lavoro è tutto ciò che sei.

Per avere una lunga e appagante carriera nel settore tecnologico, progetta il tuo stile di vita attorno ad abitudini e rituali che diversifichino la tua vita e ti diano un giusto equilibrio tra lavoro e vita privata.

Lavorare dalle nove alle cinque e investire quell'ora in più nello studio e nella pratica del tuo mestiere ogni giorno non dovrebbe impedirti di prenderti cura adeguatamente di altri ambiti della tua vita come la salute, le finanze e le relazioni.

Per mantenere l'equilibrio ed evitare di esaurirsi, puoi stabilire alcune regole di base e alternare periodi in cui investi più tempo nella tua carriera e altri in cui te la prendi comoda e fai solo il tuo lavoro.

Non scommettere tutta la tua felicità e il tuo scopo su un singolo quadrato. Va bene appoggiarsi a un pilastro o all'altro in momenti diversi della tua vita, ma faresti bene ad assicurarti che ce ne siano altri che reggono il tetto se il primo crolla.

Ovviamente, ci saranno periodi in cui infrangeremo queste regole e dedicheremo più tempo a progetti legati al lavoro o all'autoapprendimento. Va benissimo, fintanto sei consapevole e disposto a scendere a compromessi per ciò che sei e ciò che ricevi in ​​cambio.

- Tratta il feedback come oro

Chiedi e raccogli costantemente feedback. Il feedback, principalmente costruttivo, ti aiuterà a identificare i tuoi punti ciechi e a conoscere te stesso più velocemente. Il feedback aumenterà la tua crescita più di qualsiasi altra cosa.

- Non ti basare sul titolo di studio

Non aver paura di prendere l'iniziativa o di suggerire la scelta di un nuovo strumento. Non esitare a mettere in discussione quel design di cui il team è così orgoglioso. Non evitare di indicare quali problemi devono essere risolti. Non aspettare un titolo per prendere il comando.

Quando ti trovi in ​​una situazione in cui tutti si guardano l'un l'altro, è il momento per te di guidare. Sei un leader quando decidi di diventarlo. Non c'è un'iniziazione o un titolo. Solo una decisione.

Nel corso degli anni, ho visto molti colleghi junior iniziare a guidare senza il titolo. Pochi anni dopo, la maggior parte di loro ricopriva posizioni di leadership e stabiliva con successo la direzione per i propri team o addirittura gestiva più team. Non hanno aspettato che qualcuno desse loro "il titolo", hanno esercitato la loro forza di leadership fin dall'inizio.

- Pensa alle aree di influenza

Un ingegnere molto esperto una volta mi ha detto di pensare costantemente alla mia attuale area di influenza, ma anche a quale dovrebbe essere la mia prossima area di influenza man mano che avanzavo nel mio percorso. Il modello mentale delle aree di influenza mi è rimasto davvero impresso e mi ha guidato mentre cercavo di aumentare il mio impatto come ingegnere.

Man mano che continui ad acquisire più conoscenza ed esperienza, inizi a influenzare la progettazione dell'intero sistema per un dominio specifico, ad esempio tutti i servizi di cui è responsabile il tuo team. Dopodiché, inizi a comprendere e influenzare il sistema di sistemi, non solo i servizi di cui è responsabile il tuo team, ma tutto il resto che mantiene la tua azienda in funzione.

Si passa da un'area all'altra padroneggiando l'area precedente e acquisendo le conoscenze e le competenze necessarie per iniziare a influenzare la successiva. Questa idea può essere applicata anche al tuo percorso di leadership. Inizi guidando e organizzando te stesso. Poi inizi a fare da coach e mentore ad altri colleghi, per poi passare a guidare un team, più team o un'intera organizzazione.

- Affila i tuoi strumenti

 “Dammi sei ore per abbattere un albero e passerò le prime quattro ad affilare l'ascia.” - Abraham Lincoln

Investi tempo nel memorizzare le scorciatoie, nell'apprendere il 20% dei comandi che vengono utilizzati l'80% delle volte o nel sapere come rendere i tuoi flussi di lavoro più efficienti.

Il ritorno sull'investimento nell'affilare l'ascia è notevole. Detto questo, non aver paura di cambiare ed evolvere il tuo flusso di lavoro. Prova sicuramente nuovi strumenti di tanto in tanto. La tecnologia si muove velocemente. Emergono nuovi strumenti che possono cambiare completamente il modo di lavorare.

- Mostra il tuo lavoro

Crea l'abitudine di documentare, curare e mostrare il tuo lavoro all'inizio del tuo percorso.

Scrivere le tue idee e i tuoi apprendimenti e condividerli con le persone ti darà un feedback più velocemente e ti aiuterà a sviluppare una migliore comprensione di un argomento. Inoltre, c'è sempre qualcuno che può trovare utili le tue attuali sfide e idee. Nessuno basta a sè stesso.

 

AI farà scomparire molti lavori?

 

 

Betty era sempre stata una donna un po' diversa, pensavano i suoi amici. Sempre a proporre idee e a provare cose nuove. Sembrava vedere il mondo al di fuori dei loro canoni. Un giorno, urtò il piede contro una pietra affilata e si tagliò un dito. Da quell’esperienza Betty immaginò una nuova tecnica per tagliare la carne. Divenne famosa per il modo in cui tagliava bistecche perfette da arrostire sul fuoco. Probabilmente, Betty fu la prima macellaia.

Sebbene l'intelligenza artificiale, un termine generico per una serie di strumenti, esista da oltre 50 anni, solo di recente è diventata, tramite Generative I (GAI), accessibile all'umanità su larga scala. Poiché la consideriamo una tecnologia rivoluzionaria, ha anche scatenato molti dibattiti, discussioni e totale confusione.

Uno dei concetti più promossi riguardo all'intelligenza artificiale è che molti dei lavori che abbiamo oggi scompariranno nell'etere. L'intelligenza artificiale e i robot cambieranno ogni lavoro. Inclusi medici, avvocati e altri ruoli impiegatizi. Questo risultato, tuttavia, è improbabile e frainteso.

Oltre un secolo fa, il sociologo tedesco Max Weber propose che con l'avanzare delle tecnologie, si verifica una maggiore divisione del lavoro. Sosteneva questa visione attraverso la lente delle burocrazie. Il suo approccio era che la burocrazia fosse il modo più efficiente per organizzare le società umane e che alimentasse anche i progressi tecnologici.

Questo è un po' ironico in quanto una visione comune della burocrazia oggi è che soffoca l'innovazione e quindi lo sviluppo di nuove tecnologie, ma questo è un altro discorso.

Sebbene ci siano ancora lavori che esistono da secoli nella nostra era industriale, ne sono nati molti di nuovi. Se avessi sentito il titolo di lavoro di ingegnere di pronto intervento poco più di due anni fa, non avresti avuto idea di cosa significasse o a quale settore si riferisse. Lo stesso vale per il social media manager o il content curation manager, scrum master e così via.

Ciò che Weber ha anche detto della tecnologia che crea più posti di lavoro è che tenderebbero anche a diventare sempre più specializzati. Come un ingegnere rapido. Un ruolo molto preciso e specializzato. Anche piuttosto precario perché è improbabile che duri con l'avanzare del GAI.

Questa specializzazione ha anche un impatto sociale secondo Weber, in quanto una maggiore specializzazione si traduce in disconnessioni sociali quando troviamo più difficile capire cosa fa qualcuno. Spesso occorre spiegare la propria professione.

Quando l'automobile ha iniziato a essere prodotta in serie, gran parte della società ha proclamato che milioni di posti di lavoro sarebbero andati persi. La più grande perdita di posti di lavoro, tuttavia, non è stata quella degli esseri umani, ma di oltre 20 milioni di cavalli. L'innovazione della Ford nell'automazione della produzione ha portato a milioni di nuovi posti di lavoro in più.

Abbiamo iniziato a smantellare la divisione del lavoro da quando abbiamo iniziato a creare strumenti che potessero automatizzare o aumentare i nostri ruoli, dagli utensili in pietra all'ossidiana, al bronzo e oggi ai chip di silicio. A volte non ci piace e finiamo in una baraonda. Come i luddisti. A loro non importava la tecnologia, ciò che importava era essere pagati con un salario equo.

Perché temiamo la perdita di posti di lavoro a causa delle tecnologie?

La maggior parte delle tecnologie che entrano nel nostro mondo in relazione al lavoro, tendiamo ad apprezzarle. Elettroutensili nell'edilizia, telefoni per le nostre vite digitali. Le tecnologie che temiamo all'inizio sono quelle che percepiamo come una minaccia alle nostre norme sociali, costumi e comportamenti.

L'intelligenza artificiale è uno strumento del genere perché è una tecnologia rivoluzionaria che non ha un impatto solo sul nostro modo di lavorare, ma anche sul modo in cui creiamo e immaginiamo il nostro mondo del lavoro, la vita sociale e gli elementi estetici della cultura come arte, letteratura, moda e architettura. La vediamo come una cosa che ci sposta e come diamo un senso al mondo e alle nostre realtà condivise.

I leader industriali vedono l'intelligenza artificiale come una manna perché significa meno persone da pagare. La spesa maggiore per la maggior parte delle aziende sono gli esseri umani.

Ci piace avere benefit, pensioni, congedi per malattia e poter permetterci cibo e un tetto sopra la testa, ma è costoso.

Ciò crea una tensione costante tra la classe politica operaia e la classe imprenditoriale. Sebbene non sia perfetta, la gestiamo abbastanza bene la maggior parte delle volte attraverso lo stato di diritto, i diritti umani e la burocrazia.

Maggiore è l'impatto percepito di una tecnologia rivoluzionaria, in particolare una che potrebbe anche essere una tecnologia di uso generale, maggiori sono le paure e l'eccitazione.

Perché creeremo più posti di lavoro?

Sono della scuola di pensiero secondo cui l'intelligenza artificiale generale, ovvero un'intelligenza artificiale intelligente quanto o più intelligente di noi, è improbabile. Potremmo comunque creare macchine super intelligenti. Forse. Non così presto come alcuni propongono.

Ciò che è più probabile che faremo è usare l'intelligenza artificiale come strumento per potenziarci. Ciò si tradurrà nella creazione di nuovi lavori specializzati, nell'eliminazione di lavori ripetitivi e noiosi e nell'immaginazione di nuovi lavori man mano che facciamo ulteriori progressi tecnologici.

Là fuori nel mondo ci sono alcuni esseri umani che sono o saranno, grazie a ciò che l'intelligenza artificiale generale può fare, a immaginare nuovi modelli di business, prodotti, servizi, nuovi modi di organizzare, lavorare e creare. Questo è sempre accaduto, per migliaia di anni nel corso della storia umana.

Forse i cambiamenti che arriveranno come risultato dell'intelligenza artificiale nell'industria non sono i cambiamenti tecnologici, ma piuttosto una ridefinizione e una reimmaginazione del significato del lavoro. Per molti di noi, il nostro lavoro ci dà un significato, un senso di scopo.

Abbiamo attraversato questo cambiamento mentre ci allontanavamo dai campi e ci dirigevamo verso le fabbriche. La macchina a vapore, il telefono e il PC hanno sempre portato a una rivisitazione del nostro scopo insieme alla tecnologia.

Siamo di nuovo lì. E anche se è sempre un po' disordinato e accidentato, riusciremo a capirlo.