211service.com
Kas notiek, kad ieelpojat nanodaļiņas
Zinātnieki pirmo reizi ir izsekojuši nanodaļiņu plūsmai no plaušām uz asinsriti. Darbs varētu novest pie jaunu zāļu izstrādes un palīdzēt pētniekiem saprast, kā piesārņojums var izraisīt elpošanas problēmas.
Ceļojošā gaisma: Pētnieki ir izsekojuši nanodaļiņu kustībai no žurkas plaušām (zaļā zona pa kreisi) uz limfmezgliem (zaļā zona centrā) un pārējā ķermeņa daļā.
Pētnieki no Beth Israel Deaconess medicīnas centra un Hārvardas Sabiedrības veselības skolas injicēja fluorescējošas nanodaļiņas žurku plaušās un izmantoja gandrīz infrasarkano staru attēlveidošanu, lai skatītos, kā daļiņas pārvietojas pa viņu ķermeni. Pētnieki izsekoja, cik tālu un cik ātri dažāda izmēra, formas un virsmas lādiņa nanodaļiņas spēja pārvietoties pēc injekcijas. Viņi atklāja, ka nanodaļiņas, kuru diametrs ir no sešiem līdz 34 nanometriem, spēj pārvarēt plaušu aizsargspējas, lai sasniegtu limfmezglus un asinsriti. Šis atklājums var sniegt vērtīgas vadlīnijas uz nanodaļiņām balstītu zāļu izstrādei.
Nanodaļiņu nelielais izmērs padara tās potenciāli noderīgas zāļu piegādei. Lai novērstu toksisku reakciju, zālēm ir jāizkļūst cauri audu barjerām un jācīnās pret ķermeņa uzbrūkošajām imūnšūnām, lai nodrošinātu terapeitisko slodzi. Zinātnieki manipulē ar nanodaļiņu izmēru, formu un citām īpašībām, lai atrastu pareizo kombināciju, kas tās efektīvi pārnestu caur ķermeni.
Mēs visi ejam cauri mācīšanās līknei, saka Stīvens Brodijs , Vašingtonas Universitātes Medicīnas skolas medicīnas asociētais profesors. Kad mēs sākam izstrādāt nanodaļiņas kā zāļu piegādes līdzekļus, mums jāsāk saprast, kādi ir noteikumi. Tas sāk dot mums dažus noteikumus.
Akira Tsuda , Hārvardas Sabiedrības veselības skolas galvenais pētnieks, saka, ka plaušas var būt labs narkotiku ievadīšanas punkts: tām ir liels, plāns virsmas laukums, caur kuru zāles var iekļūt pārējā ķermeņa daļā. Taču plaušām ir arī spēcīgi aizsardzības mehānismi, imūnās šūnas pastāvīgi patrulē, meklējot svešas molekulas, ko iznīcināt. Līdz šim nav bijis skaidrs, kāds tieši ir mehānisms, kas ļauj dažām daļiņām iziet cauri plaušām, bet citas tiek noķertas un iznīcinātas. Izpratne par to varētu palīdzēt pētniekiem izstrādāt efektīvākas zāles un sniegt labāku izpratni par vides piesārņotājiem.
Tsuda sadarbojās ar attēlveidošanas ekspertu Džons Frandžioni no Hārvardas Medicīnas skolas, kurš izstrādāja attēlveidošanas sistēmu, ko izmantoja nanodaļiņu izsekošanai. Hak Soo Choi, medicīnas instruktors Hārvardas Medicīnas skolā, palīdzēja izstrādāt vairākas kvantu punktu nanodaļiņas — sīkus, pusvadītājus kristālus — un sistemātiski mainīja to izmēru, formu un virsmas lādiņu. Viņi katrai nanodaļiņai pievienoja fluorescējošu zondi, lai, skatoties, izmantojot tuvās infrasarkanās attēlveidošanas ierīci, tā spīd cauri ķermenim.
Pelham plastmasa Medicīnas ierīču ražotājs, kas atrodas Ņūhempšīrā, izstrādāja pēc pasūtījuma izgatavotu katetru, lai ievadītu nanodaļiņas žurkas plaušās. Katetrs ļāva pētniekiem injicēt nanodaļiņas tieši plaušās, tajā pašā laikā ventilējot plaušas, lai simulētu elpošanu.
Komanda izsekoja nanodaļiņu plūsmu reāllaikā līdz pat stundai pēc injekcijas. Tsuda atklāja, ka izmērs bija vissvarīgākais noteicošais faktors, lai izietu cauri plaušām, kam seko nanodaļiņu virsmas lādiņš. Daļiņas, kas bija mazākas par sešiem nanometriem un bija dipolāras (gan pozitīvi, gan negatīvi lādētas), no plaušām uz limfmezgliem un asinsritē nonāca tikai dažu minūšu laikā. Šīs pašas daļiņas iedegās nierēs neilgi pēc tam, norādot, ka tās var viegli izvadīt no ķermeņa. Secinājumi publicēti jaunākajā žurnāla numurā Dabas biotehnoloģija .
Deivids Edvards, Gordons Makkejs, Hārvardas Universitātes biomedicīnas inženierijas prakses profesors, uzskata, ka grupas atklājumi ir sākuma plāns efektīvu vakcīnu izstrādei, kuras bieži vien ir vērstas uz limfmezglu imūnšūnām. Edvards saka, ka viņu rezultāti var sniegt molekulāru skaidrojumu noteiktu vakcīnu panākumiem, piemēram, B hepatīta vakcīnai, kas sastāv no molekulām diapazonā no sešiem līdz 34 nanometriem. Tas pēkšņi tikai izskaidro šo jautājumu par to, kas tieši nokļūst limfas sistēmā un kas, iespējams, nokļūst asinsritē, viņš saka.
Šis darbs paver ceļu jaunām terapeitiskām pieejām ne tikai vietējai piegādei plaušās, bet arī sistēmiskai ievadīšanai plaušās, saka. Džozefs DeSimons , nanomedicīnas direktors Ziemeļkarolīnas Universitātē Chapel Hill.
Nākotnē Tsuda un viņa kolēģi plāno veikt līdzīgus pētījumus, lai novērtētu nanodaļiņu uzvedību no deguna dobumiem līdz smadzenēm. Viņi cer definēt līdzīgas vadlīnijas, saskaņā ar kurām zāles var izstrādāt un ievadīt intranazāli, lai ārstētu neiroloģiskus traucējumus.
Būtu interesanti izmantot viņu pieeju, lai izpētītu problēmas un iespējas šķērsot asins-smadzeņu barjeru, izmantojot intranazālu ievadīšanu, saka DeSimone.