211service.com
Naujas nano ginklas prieš vėžį
Nauja specialiai sukurtų nanodalelių klasė, galinti nukreipti, atvaizduoti ir nužudyti naviko ląsteles, gali būti stiprus ginklas prieš vėžį. Nauja nanoinžinerijos sistema, sukurta gydytojo ir mokslininko Jamesas Bakeris ir jo kolegų iš Mičigano universiteto, yra aukso nanodalelių su išsišakojusiais polimerais, vadinamais dendrimeriais, kurie išdygsta nuo nanodalelių paviršiaus.
Nano ginklas: Aukso nanodalelė, apgaubta medžius primenančiomis polimero šakomis, galėtų veikti kaip daugiafunkcė priemonė kovojant su vėžiu. Tyrėjai gali pridėti folio rūgšties (rožinės spalvos) ir fluorescencinių dažų (žalios) prie nanodalelių, kad būtų galima nukreipti ir vaizduoti navikus. Auglio ląsteles galima nužudyti naudojant vaistus nuo vėžio, kurie yra pritvirtinti prie dalelės, ir lazeriais, kurie kaitina auksą.
Dalelės gali būti panaudotos norint pradėti daugiašakį ataką prieš navikus. Dendrimerinės rankos gali turėti daugybę skirtingų molekulių, įskaitant molekules, nukreiptas į vėžines ląsteles, fluorescencines vaizdo medžiagas ir vaistus, kurie sulėtina arba naikina ląsteles. Kai pakankamai nanodalelių susikaups vėžio ląstelėse, tyrėjai gali sunaikinti navikus, naudodami lazerius arba infraraudonąją šviesą, kad pašildytų dendrimeriuose esantį auksą. Taigi nanodalelės gali sunaikinti navikus derindamos cheminę terapiją ir fizinę terapiją, sako Mičigano universiteto mokslininkas. Xiangyang Shi , kuris dalyvavo darbe.
Straipsnyje, paskelbtame liepos mėnesio numeryje Mažas , mokslininkai pademonstravo vėžio ląstelių taikymą ir vaizdavimą laboratoriniame lėkštelėje su naujomis aukso-dendrimero hibridinėmis nanodalelėmis. Prie kiekvienos dendrimerio šakos jie prikabino keturias ar penkias folio rūgšties ir fluorescencinių dažų molekules. Tada jie apdorojo daleles, kad pašalintų bet kokį papildomą paviršiaus krūvį, dėl kurio šiaip saugūs polimerai gali tapti toksiški.
Vėžio ląstelės savo paviršiuje turi daug daugiau folio rūgšties receptorių nei sveikos ląstelės. Folio rūgšties pripildytos nanodalelės prisitvirtino prie žmogaus vėžio ląstelių, o ląstelės jas prarijo kartu su folio rūgštimi. Tik trijų nanometrų pločio dalelės lengvai prasiskverbė pro ląstelės membraną.
Naudodami mikroskopą mokslininkai galėjo pamatyti daleles, kurios susikaupė ląstelių viduje dėl dažų molekulių. Dalelėje esantis auksas pakankamai padidino kontrastą, kad tyrėjai pamatytų, jog dalelės susikaupė ląstelių viduje mažytėse sferinėse struktūrose, vadinamose lizosomomis. Bakeris teigia, kad tikslas yra sukurti daleles, nukreiptas į vėžio genus ląstelėse. Sako jis, šią medžiagą surištumėte su, tarkime, onkogenu ląstelėje ir išmuštumėte onkogeną nepakenkdami niekam kitam.
Tačiau pirmiausia mokslininkai turės parodyti, kad jų medžiaga veikia gyvūnų viduje. Daugelis kitų tyrimų grupių sukūrė daugiafunkcines nanodaleles, siekdamos ieškoti vėžio ląstelių ir pristatyti vaizdo molekules bei vaistus. Šiuo metu atliekami šimtai skirtingų medžiagų – aukso nanodalelių, silicio dioksido nanodalelių, polimerų apvalkalų ir auksu dengtų stiklo karoliukų – bandymai. Kad veiktų žmonėms, bet kokia vėžio nanoterapija turi įveikti tris pagrindinius iššūkius: nanodalelės turi būti nukreiptos tik į vėžines ląsteles; bet kokios nanodalelės, kurios nesikaupia ląstelių viduje, turėtų pasišalinti iš organizmo; ir dalelės neturėtų sukelti organizmo imuninio atsako.
Pirmasis tikslas – nukreipti į navikus – nebuvo lengvas. Vaistų pristatymo specifiškumas istoriškai buvo labai sunkiai suprantamas tikslas, sako Mauro Ferrari, Teksaso universiteto Sveikatos mokslų centro Hiustone Biomedicinos inžinerijos skyriaus pirmininkas. Kadangi naujose dalelėse yra dendrimerų, prie kurių tyrėjai gali pritvirtinti skirtingas tikslines molekules, ši technika gali veikti. Tačiau tikrasis išbandymas bus tai padaryti kūno viduje. Nukreipti į vėžines ląsteles laboratorijoje galima milijonu skirtingų būdų, sako Ferrari. Tačiau techniką pritaikyti gyvūnams ir žmonėms pasirodė labai sunku.
Bakeris mano, kad polimeriniai dendrimeriai turėtų padaryti šį triuką. 2005 m. atliktame tyrime jo tyrimų grupė parodė, kad dendrimerų molekulės – be aukso viduje – su folio rūgštimi ir vaistu nuo vėžio buvo specialiai nukreiptos į pelių žmogaus navikus ir sulėtino arba naikina navikus veiksmingiau nei vienas vaistas. Mokslininkai dabar bando naujas aukso-dendrimerų hibridines daleles su pelėmis ir tikisi, kad dalelės bus tokios pat veiksmingos kaip ir paprasti dendrimeriai.
Mažas naujų dalelių dydis turėtų užtikrinti, kad jos būtų pašalintos iš organizmo. Bakerio teigimu, dalelės yra mažesnės nei dauguma kitų nanodalelių sistemų, skirtų vėžio terapijai, todėl jos neturėtų kauptis gyvybiškai svarbiuose organuose, tokiuose kaip inkstai, kepenys ar plaučiai. Tačiau jų mažas dydis gali sukelti kitų saugos problemų. Gyvūnų ar žmonių viduje nanodalelės gali patekti į kitas ląsteles, sakoma Raulis Kopelmanas , Mičigano universiteto Biologinių nanotechnologijų centro profesorius, kuris nedalyvavo naujame darbe. Jei bendraujate su gyvūnais ar žmonėmis, yra daugybė ląstelių rūšių, sako Kopelmanas. Ar jie pateks į kitas ląsteles, pavyzdžiui, imunines ląsteles? Ją reikia išbandyti.
Svarbiausia problema, kurią reikia išspręsti, sako Ferrari, yra tai, kaip sukurti nanodaleles, kurios gali slaptai išvengti natūralių organizmo gynybos mechanizmų ir patekti į navikus. Kūnas turi tiek daug spąstų, kurie sulaiko vaistus, nanodaleles ir viską, kas yra svetima, nepatenka į bet ką, kas svarbu organizme, sako jis. Jei dendrimer platformos viršuje galite sukurti galimybę labai efektyviai įveikti biologines kliūtis, mes turime didelį proveržį.