Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Zapraszamy na podróż...przez ludzki organizm!
Amerykański zespół naukowy złożony z chemików i inżynierów opracował nanocząsteczki, które mają zdolność wnikania do wnętrza żywych komórek. Innowacyjny wynalazek wygląda niepozornie – wygląda jak mikroskopijny kawałek metalu o kształcie pałeczki. Nanosilniki napędzane są falami ultradźwiękowymi, których energia zamieniana jest na energię kinetyczną warunkującą ruch, a jego kierunek determinowany jest magnetycznie

 

Podobne ‘urządzenia’ opracowano już dziesięć lat temu, jednak tamte nanosilniki napędzane były chemicznie, a co za tym idzie ze względu na toksyczność ‘paliwa’ nie mogły być wprowadzane do ludzkiego organizmu. Ominięcie tej przeszkody, dzięki zastąpieniu chemicznego napędzania falami ultradźwiękowymi umożliwia zastosowanie nanosilników drugiej generacji w układach żywych. Cząstki te mają bowiem średnicę 300 nanometrów oraz długość około 3 mikrometrów i zbudowane są ze złota oraz rutenu, dzięki czemu energia ultradźwiękowa niezbędna do wprowadzenia ich w ruch jest na tyle mała, że nie wywiera negatywnego wpływu na komórki.

Krótki fimik obrazujący wnikanie nanocząstek do wnętrza komórek linii HeLa można obejrzeć poniżej:

 

 

Impulsy ultradźwiękowe kontrolują czy nanosilnik porusza się do przodu czy obraca wokół własnej osi. Naukowcy, projektując te cząstki, zapewnili sobie jednak dodatkowe możliwości w postaci wymuszania kierunku ruchu z użyciem sił magnetycznych. Badania wykazały również, że nanosilniki mogą poruszać się autonomicznie, zupełnie niezależnie od siebie, co stwarza dodatkowe możliwości dotyczące ich przyszłych zastosowań.

Odkrycie to otwiera zatem nową drogę studiowania biologii komórek, ale również poszerza horyzonty podejść terapeutycznych. Te mikroskopijne twory mogą bowiem zostać wykorzystane do wielu celów, zaczynając od obrazowania mechanizmów zachodzących w komórkach, a kończąc na manipulacji komórkami od wewnątrz czy nieinwazyjnym dostarczaniu leków do zmienionych nowotworowo tkanek.

Do tej pory przeprowadzono badania in vitro na komórkach HeLa, czyli powszechnie wykorzystywanej do badań, linii komórkowej wywodzącej się z ludzkiego nowotworu szyjki macicy. Analizy wykazały, że nanosilniki rzeczywiście wnikają do wnętrza komórek i pod wpływem fal ultradźwiękowych o niskich energiach przemieszczają się w ich obrębie. Zastosowanie większej energii ultradźwięków umożliwia zmianę funkcji nanosilnika, który wówczas może działać jak taran, który wpadając na organella komórkowe niszczy je.
 

Biorąc pod uwagę, że jeszcze nie przeprowadzono żadnych testów na zwierzętach, naukowcy mają świadomość konieczności przeprowadzenia dalszych badań dotyczących między innymi bezpieczeństwa wprowadzenia nanosilników do ludzkiego organizmu oraz aktywności leków dostarczanych w ten sposób. Ich celem jest jednak stworzenie zupełnie nowej dziedziny diagnostyki i medycyny. I o ile sytuacja, w której do organizmu pacjenta wprowadzany jest zestaw nanosilników, które odbywają niezależnie od siebie swoistą podróż przez ludzki organizm a następnie komunikując się wzajemnie umożliwiają na pierwszym etapie postawienie w 100% trafnej diagnozy żeby zaraz później dostarczyć w odpowiednie miejsca najbardziej skuteczny lek wydaje się dość odległa o tyle wykorzystanie nanosilników na nieco mniej spektakularną skalę może stać się faktem już za kilkanaście lat.

KOMENTARZE
Newsletter