Πίτσμπουργκ, Πενσιλβάνια
Μικροσκοπικοί κινητήρες που δημιουργήθηκαν στο εργαστήριο τοποθετήθηκαν για πρώτη φορά στο εσωτερικό ανθρώπινων κυττάρων, μια εξέλιξη που ίσως φέρνει πιο κοντά τα ιατρικά νανορομπότ για τη χορήγηση φαρμάκων και την πραγματοποίηση ενδοκυτταρικών επεμβάσεων.
«Η έρευνα αυτή δείχνει ότι ίσως είναι δυνατό να χρησιμοποιήσουμε συνθετικούς νανοκινητήρες για να μελετήσουμε την κυτταρική βιολογία με νέους τρόπους» υποστηρίζει ο Τομ Μάλουκ, επικεφαλής της μελέτης στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Πενσιλβάνια.
« Ίσως μπορέσουμε να χρησιμοποιήσουμε νανοκινητήρες για να αντιμετωπίσουμε τον καρκίνο και άλλες ασθένειες με μηχανικούς χειρισμούς των κυττάρων από το εσωτερικό τους. Οι νανοκινητήρες θα μπορούσαν να πραγματοποιούν ενδοκυτταρικές χειρουργικές επεμβάσεις και να διοχετεύουν φάρμακα σε ζωντανούς ιστούς» συνεχίζει.
Οι νανοκινητήρες είναι μεταλλικά σωματίδια σε σχήμα πυραύλου, οι οποίοι κινούνται όταν εκτεθούν σε ισχυρούς υπερήχους. Δεδομένου ότι αποτελούνται από μέταλλα (χρυσό και ρουθήνιο), η πορεία τους μέσα στα κύτταρα θα ήταν επίσης δυνατό να ελεγχθεί με εξωτερικά μαγνητικά πεδία.
Τα άκρα των σωματιδίων είναι έτσι σχεδιασμένα ώστε να σκεδάζουν τα ηχητικά κύματα, οπότε το σωματίδιο αναγκάζεται να περιστραφεί και να κινηθεί προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση.
Οι ερευνητές παρακολούθησαν τους νανοκινητήρες να κινούνται μέσα σε ανθρώπινα κύτταρα HeLa, μια κυτταρική σειρά που χρησιμοποιείται εδώ και δεκαετίες σε βιοϊατρικές μελέτες.
«Καθώς οι νανοκινητήρες κινούνται και συγκρούονται με δομές εντός των κυττάρων, τα κύτταρα παρουσιάζουν μηχανικές αντιδράσεις που δεν είχαν παρατηρηθεί στο παρελθόν» αναφέρει ο Δρ Μάλουκ.
Με την αύξηση της ισχύος των υπερήχων, οι κινητήρες κινούνται και περιστρέφονται ταχύτερα, μέχρι που αρχίζουν να λειτουργούν ως «αβγοδάρτες» που ομοιογενοποιούν το περιεχομένου του κυττάρου και τελικά τρυπούν την εξωτερική μεμβράνη.
Οι νανοκινητήρες της μελέτης είναι οι πρώτοι που λειτουργούν μέσα σε κύτταρα, απέχουν όμως πολύ από τις ιατρικές εφαρμογές που οραματίζονται οι ερευνητές.
Η έρευνα δημοσιεύεται στην έγκριτη γερμανική επιθεώρηση Angewandte Chemie International Edition.
«Η έρευνα αυτή δείχνει ότι ίσως είναι δυνατό να χρησιμοποιήσουμε συνθετικούς νανοκινητήρες για να μελετήσουμε την κυτταρική βιολογία με νέους τρόπους» υποστηρίζει ο Τομ Μάλουκ, επικεφαλής της μελέτης στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Πενσιλβάνια.
« Ίσως μπορέσουμε να χρησιμοποιήσουμε νανοκινητήρες για να αντιμετωπίσουμε τον καρκίνο και άλλες ασθένειες με μηχανικούς χειρισμούς των κυττάρων από το εσωτερικό τους. Οι νανοκινητήρες θα μπορούσαν να πραγματοποιούν ενδοκυτταρικές χειρουργικές επεμβάσεις και να διοχετεύουν φάρμακα σε ζωντανούς ιστούς» συνεχίζει.
Οι νανοκινητήρες είναι μεταλλικά σωματίδια σε σχήμα πυραύλου, οι οποίοι κινούνται όταν εκτεθούν σε ισχυρούς υπερήχους. Δεδομένου ότι αποτελούνται από μέταλλα (χρυσό και ρουθήνιο), η πορεία τους μέσα στα κύτταρα θα ήταν επίσης δυνατό να ελεγχθεί με εξωτερικά μαγνητικά πεδία.
Τα άκρα των σωματιδίων είναι έτσι σχεδιασμένα ώστε να σκεδάζουν τα ηχητικά κύματα, οπότε το σωματίδιο αναγκάζεται να περιστραφεί και να κινηθεί προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση.
Οι ερευνητές παρακολούθησαν τους νανοκινητήρες να κινούνται μέσα σε ανθρώπινα κύτταρα HeLa, μια κυτταρική σειρά που χρησιμοποιείται εδώ και δεκαετίες σε βιοϊατρικές μελέτες.
«Καθώς οι νανοκινητήρες κινούνται και συγκρούονται με δομές εντός των κυττάρων, τα κύτταρα παρουσιάζουν μηχανικές αντιδράσεις που δεν είχαν παρατηρηθεί στο παρελθόν» αναφέρει ο Δρ Μάλουκ.
Με την αύξηση της ισχύος των υπερήχων, οι κινητήρες κινούνται και περιστρέφονται ταχύτερα, μέχρι που αρχίζουν να λειτουργούν ως «αβγοδάρτες» που ομοιογενοποιούν το περιεχομένου του κυττάρου και τελικά τρυπούν την εξωτερική μεμβράνη.
Οι νανοκινητήρες της μελέτης είναι οι πρώτοι που λειτουργούν μέσα σε κύτταρα, απέχουν όμως πολύ από τις ιατρικές εφαρμογές που οραματίζονται οι ερευνητές.
Η έρευνα δημοσιεύεται στην έγκριτη γερμανική επιθεώρηση Angewandte Chemie International Edition.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου