Wykorzystując nowe nanocząstki, zespół badawczy wykazał na zwierzętach i w próbkach ludzkiej skóry potencjał do szybkiego i dokładnego przewidywania, czy rana może prowadzić do nadmiernych blizn, jak ma to miejsce w bliznowcach (zgrubiała skóra, która wytwarza się w miejscu dawnego zranienia lub innego przerwania ciągłości tkanek) i przykurczach skóry. Jeśli to konieczne, lekarze mogą następnie zastosować konwencjonalne środki zapobiegawcze w celu zmniejszenia tworzenia się blizny, takie jak chociażby stosowanie arkuszy silikonowych, w celu utrzymania płaskiej i wilgotnej rany. Szacuje się, że w skali roku, w samych rozwiniętych krajach około 100 milionów pacjentów będzie posiadało 80 milionów blizn, które będą wynikały z operacji planowych oraz operacji urazowych. W Singapurze około 400 tysięcy osób (1 na 12 poddawanych zabiegom) ma każdego roku blizny pooperacyjne. Nadmierne bliznowacenie może dramatycznie wpłynąć na jakość życia pacjenta, zarówno fizycznie, jak i psychicznie. Blizny mogą również utrudniać ruch i aktywność, a także mogą być bolesne, gdy są rozciągnięte.

Działanie

Nowa technika została opracowana przez zespół kierowany przez eksperta w dziedzinie nanonauki prof. Xu Chenjie oraz znaną dermatolożkę dr Amy S Paller. Ta innowacyjna metoda wykrywania wykorzystuje tysiące nanocząstek o nazwie „NanoFlares”, które mają nici DNA przyczepione do ich powierzchni, przypominające kulę kolców. Te nanocząstki są nakładane na zamknięte rany za pomocą kremu. Po 24 godzinach, tuż po przeniknięciu nanocząsteczek do komórek skóry, używa się ręcznego mikroskopu fluorescencyjnego, który służy do poszukiwania sygnałów przekazywanych przez oddziaływanie nanocząsteczek z docelowymi biomarkerami w komórkach skóry. Jeśli wykryte zostaną sygnały fluorescencji, wskazują one na nieprawidłową aktywność bliznowacenia i wtedy można podjąć działania zapobiegawcze, aby uniknąć większego rozwoju blizn.

Bezbolesna metoda wykrywania

Oprócz wizualnego badania dojrzałych blizn, jedynym innym narzędziem do precyzyjnego wykrywania chorób skóry jest wykonanie biopsji, w której próbka tkanki skóry jest pobierana i wysyłana do badań laboratoryjnych. Niestety, biopsje te mogą być bolesne i niewygodne dla pacjentów, ponieważ otwarta rana może również wywołać infekcje, a co więcej wymaga szwów, które należy później usunąć. Jak podkreślają badacze, kiedy ich bionanotechniczne nanocząsteczki zostaną nałożone na skórę, przenikają one 2 mm w głąb powierzchni skóry i dostają się do blizn. Po związaniu się z konkretnym genem ostrzegawczym uwalnianym przez komórki blizn, mniejsze kolce DNA są odpychane i podświetlane pod mikroskopem niczym małe rozbłyski świetlne. Im więcej błysku widzimy, tym więcej jest bliznowacenia. „NanoFlares” są wytwarzane przez powlekanie opatentowanych nanocząstek złota za pomocą maleńkich nici DNA ukierunkowanych na konkretne geny. Warto także zaznaczyć, że wykazują one znikomą toksyczność czy skutki uboczne podczas testów na myszach, królikach i na próbkach ludzkiej skóry. Oprócz obserwacji klinicznych, złotym standardem zarówno w diagnostyce klinicznej, jak i badaniach translacyjnych zaburzeń skóry jest biopsja. Technologia ta jest ekscytującym pierwszym krokiem w kierunku nieinwazyjnego sposobu wykrywania wzrostu lub obniżenia ekspresji genów. „NanoFlares” może okazać się nowym narzędziem ułatwiającym fenotypowanie choroby w oparciu o wzorce ekspresji i wykorzystując zmiany ekspresji genów jako sposób wykrywania wczesnych odpowiedzi na leczenie. Technologia „NanoFlares” może zapewnić nieinwazyjną biopsję różnych typów chorób skóry i potencjalnie być bardzo pomocna w praktyce klinicznej, a jej zastosowania powinny być dalej badane.

Zastosowanie

Ta nowa metoda może być dodatkowym narzędziem do monitorowania i analizowania innych chorób skóry, które w dużej mierze opierają się na wykrywaniu przez biopsję. Teraz, gdy udowodniono, że nanostruktury są zdolne do wiązania się z docelowym biomarkerem i dają wizualną detekcję, teoretycznie można opracować różne kolce DNA, by celować w biomarkery obficie występujące w innych typowych chorobach skóry. Zespół już złożył zgłoszenie patentowe w oparciu o tę technologię.