We wcześniejszych pracach drużyna, kierowana przez Sangeeta Bhatia, profesora z Harvard-MIT Division of Health Sciences and Technology (HST) I z MIT's Department of Electrical Engineering and Computer Science, opracowała nie-iniekcyjne wielofunkcjonalne nanocząsteczki zaprojektowane tak, aby płynęły z prądem krwi do komórki nowotworowej, z którą miały się połączyć. Ta metoda ułatwiła kliniczną wizualizację nowotworu poprzez zobrazowanie za pomocą rezonansu magnetycznego. Zaraz po odkryciu zdolności przyłączania się nanocząstek do komórek nowotworowych, Geoff von Maltzahn, opracował system, który zawiera malutkie cząsteczki (miliardowa część metra), będące superparamagnetykami, o właściwościach wydzielania ciepła w momencie ekspozycji na pole magnetyczne. Dołączono do tych cząstek aktywne molekuły, takie jak terapeutyki. Poddanie cząstek działaniu pola elektromagnetycznego o niskiej częstotliwości wywołuje wydzielanie przez nie ciepła, następnie topnienie połączeń z terapeutykiem i uwolnienie leku. Fale pola magnetycznego mają częstotliwość 350-400 kHz- takie same pasmo jak fale radiowe. Te fale przenikają przez organizm nie czyniąc żadnej krzywdy i ogrzewając tylko nanocząstki. Połączenia w tym systemie zawierają nici DNA, wrażliwe na ogrzewanie. Dwie nici DNA są złączone ze sobą wiązaniami wodorowymi, które pękają pod wpływem wysokiej temperatury. W obecności pola magnetycznego ciepło generowane przez nanocząsteczki niszczy wiązania, pozostawiając jedną z nici związaną z cząstką, a drugą wypuszczając wraz z dołączonym „bagażem”-lekiem. Jedną z korzyści zastosowania DNA jest możliwość manipulowania jej temperaturą topnienia. Długość nici oraz ich skład zasadowy wymaga różnych wartości temperatur doprowadzających do pęknięcia. Ta elastyczność w termowrażliwości umożliwia pojedynczej cząsteczce jednoczesne transportowanie wielu różnych rodzajów „bagażu”, a każdy z nich może być wypuszczony o różnym czasie i w różnych kombinacjach, poprzez użycie różnych częstotliwości lub czasu działania zmiennego pola elektromagnetycznego. Do przetestowania tych cząsteczek naukowcy wykorzystali mysz z komórkami nowotworopodobnymi, której wprowadzili żel z nanocząstkami. Umieścili taką mysz w studzience przypominającej filiżankę i uruchomili zmienne pole magnetyczne. Wyniki potwierdziły przypuszczenia: w stałym polu elektromagnetycznym cząsteczki nie rozdzielały się, natomiast zmienność pola magnetycznego doprowadziła do pęknięcia i uwolnienia lekarstwa do otaczającej tkanki. Eksperyment jest dowodem na bezpieczeństwo i efektywność zdalnego sterowania, jednak wciąż pozostaje wiele pracy zanim taka terapia stanie się dostępna dla medycyny.

Źródło: www.sciencedaily.com, Massachusetts Institute of Technology