211service.com
Jauns nano ierocis pret vēzi
Jauna īpaši izstrādātu nanodaļiņu klase, kas var mērķēt, attēlot un nogalināt audzēja šūnas, varētu būt spēcīgs ierocis pret vēzi. Jaunā nanoinženierijas sistēma, ko izstrādājis ārsts un pētnieks Džeimss Beikers un viņa kolēģi no Mičiganas universitātes, satur zelta nanodaļiņas ar sazarotiem polimēriem, ko sauc par dendrimeriem, kas izaug no nanodaļiņu virsmas.
Nano ierocis: Kokam līdzīgos polimēru zaros ieskauta zelta nanodaļiņa varētu darboties kā daudzfunkcionāls līdzeklis vēža apkarošanai. Pētnieki nanodaļiņām var pievienot folijskābi (rozā) un fluorescējošu krāsu (zaļu), lai mērķētu un attēlotu audzējus. Audzēja šūnas var nogalināt ar vēža zālēm, kas ir pievienotas daļiņai, un ar lāzeriem, kas uzsilda zeltu.
Daļiņas varētu izmantot, lai uzsāktu daudzpusēju uzbrukumu pret audzējiem. Dendrimera rokās var būt vairākas dažādas molekulas, tostarp molekulas, kas vērstas pret vēža šūnām, fluorescējoši attēlveidošanas līdzekļi un zāles, kas palēnina vai nogalina šūnas. Kad pietiekami daudz nanodaļiņu ir sakrājies vēža šūnās, pētnieki varētu iznīcināt audzējus, izmantojot lāzerus vai infrasarkano gaismu, lai uzsildītu dendrimeru iekšpusē esošo zeltu. Tādējādi nanodaļiņas varētu nogalināt audzējus, apvienojot ķīmisko terapiju un fizikālo terapiju, saka Mičiganas Universitātes pētnieks. Xiangyang Shi , kurš bija iesaistīts darbā.
Rakstā, kas publicēts jūlija numurā Mazs , pētnieki demonstrēja vēža šūnu mērķēšanu un attēlveidošanu laboratorijas traukā ar jaunajām zelta dendrimēra hibrīda nanodaļiņām. Viņi katrai dendrimera zarai pievienoja četras vai piecas folijskābes un fluorescējošas krāsas molekulas. Pēc tam viņi apstrādāja daļiņas, lai noņemtu jebkādu papildu virsmas lādiņu, kas citādi drošos polimērus var padarīt toksiskus.
Vēža šūnu virsmā ir daudz vairāk folijskābes receptoru nekā veselām šūnām. Ar folijskābi piesātinātās nanodaļiņas pievienojās cilvēka vēža šūnām, un šūnas tās norija kopā ar folijskābi. Daļiņas, kuru platums ir tikai trīs nanometri, viegli izgāja cauri šūnas membrānai.
Izmantojot mikroskopu, pētnieki varēja redzēt daļiņas, kas bija uzkrājušās šūnās krāsvielu molekulu dēļ. Daļiņā esošais zelts pietiekami uzlaboja kontrastu, lai pētnieki varētu redzēt, ka daļiņas sakrājās šūnās sīkās sfēriskās struktūrās, ko sauc par lizosomām. Mērķis, Baker saka, ir radīt daļiņas, kas ir vērstas pret vēža gēniem šūnās. Viņš saka, ka jūs saistīsit šo materiālu ar, teiksim, onkogēnu šūnā un izsitīsit onkogēnu, nekaitējot nekam citam.
Bet vispirms pētniekiem būs jāpierāda, ka viņu materiāls darbojas dzīvnieku iekšienē. Daudzas citas pētniecības grupas ir izstrādājušas daudzfunkcionālas nanodaļiņas, lai meklētu vēža šūnas un piegādātu attēlveidošanas molekulas un zāles. Pašlaik tiek pārbaudīti simtiem dažādu materiālu — zelta nanodaļiņas, silīcija dioksīda nanodaļiņas, polimēru apvalki un ar zeltu pārklātas stikla lodītes. Lai iedarbotos uz cilvēkiem, jebkurai vēža nanoterapijai ir jāiztur trīs galvenie izaicinājumi: nanodaļiņām jābūt vērstām tikai uz vēža šūnām; visām nanodaļiņām, kas neuzkrājas šūnās, ir jāizvada no organisma; un daļiņām nevajadzētu izraisīt ķermeņa imūnreakciju.
Pirmais mērķis — audzēju izvirzīšana — nav bijis viegls. Zāļu piegādes specifika vēsturiski ir bijusi ļoti nenotverams mērķis, saka Mauro Ferrari, Teksasas Universitātes Veselības zinātnes centra Hjūstonā Biomedicīnas inženierijas nodaļas vadītājs. Tā kā jaunajām daļiņām ir dendrimeri, uz kuriem pētnieki var pievienot dažādas mērķa molekulas, šī metode varētu darboties. Bet īstais pārbaudījums būs to darīt ķermeņa iekšienē. Ferrari saka, ka mērķēšanu uz vēža šūnām laboratorijā var veikt miljonos dažādu veidu. Taču šīs tehnikas pārveidošana dzīvniekos un cilvēkos ir izrādījusies ļoti sarežģīta.
Beikers uzskata, ka polimēru dendrimeriem tas jādara. 2005. gadā veiktajā pētījumā viņa pētnieku grupa parādīja, ka dendrimeru molekulas (bez zelta iekšpusē), kas bija piesātinātas ar folijskābi un pretvēža zālēm, ir īpaši vērstas pret cilvēku audzējiem pelēm, un palēnina vai iznīcināja audzējus efektīvāk nekā zāles atsevišķi. Pētnieki tagad pārbauda jaunās zelta dendrimēra hibrīda daļiņas ar pelēm un sagaida, ka daļiņas būs tikpat efektīvas kā vienkāršie dendrimēri.
Jauno daļiņu mazajam izmēram jānodrošina, ka tās tiek izvadītas no ķermeņa. Pēc Beikera domām, daļiņas ir mazākas nekā vairums citu nanodaļiņu sistēmu, kas paredzētas vēža terapijai, tāpēc tām nevajadzētu uzkrāties dzīvībai svarīgos orgānos, piemēram, nierēs, aknās vai plaušās. Taču to mazais izmērs var radīt citus drošības jautājumus. Dzīvnieku vai cilvēku iekšienē nanodaļiņas var nokļūt citās šūnās, saka Rauls Kopelmans , Mičiganas Universitātes Bioloģisko nanotehnoloģiju centra profesors, kurš nebija iesaistīts jaunajā darbā. Ja strādājat ar dzīvniekiem vai cilvēkiem, ir daudz veidu šūnas, saka Kopelmans. Vai tie nokļūs citās šūnās, piemēram, imūnās šūnās? Tas ir jāpārbauda.
Ferrari saka, ka vissvarīgākā problēma, kas jāatrisina, ir nanodaļiņu izgatavošana, kas var slepeni izvairīties no ķermeņa dabiskajiem aizsardzības mehānismiem un nokļūt audzējos. Viņš saka, ka ķermenī ir tik daudz slazdu, kas neļauj narkotikām un nanodaļiņām un visam svešajam [nokļūstot] kaut kam nozīmīgam organismā. Ja uz dendrimera platformas varat izveidot spēju ar lielu efektivitāti pārvarēt bioloģiskās barjeras, tad mums ir liels sasniegums.