Nanotechnologia

Dwa sensory w jednym: nanocząstki w walce z rakiem

Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology opracowali nanocząstki, które pozwalają na jednoczesne przeprowadzanie dwóch obrazowań u zwierząt: fluorescencyjnego i metodą rezonansu magnetycznego. Cząstki te mogą pomóc w śledzeniu specyficznych cząsteczek w organizmie, monitorowaniu środowiska guza lub określaniu czy podany lek dotarł do celu.

Zaprezentowane przez chemików z MIT nanocząstki umożliwiały stworzenie sensorów zdolnych do śledzenia cząsteczek witaminy C u myszy. Przy wysokim stężeniu tej substancji emitowały one silny sygnał fluorescencyjny, przy niskim kontraście magnetycznego rezonansu jądrowego (MRI). Przy niskiej zawartości witaminy C, kontrast był wysoki w przeciwieństwie do fluorescencji, która utrzymywała się na niskim poziomie.

Możliwe jest zdobycie informacji o postępie choroby, gdy ma się sondy zdolne do obrazowania, czułe na konkretne biomolekuły – powiedział Jeremiah Johnson, profesor chemii na MIT i główny autor badania.

Podwójne działanie

Johnson i współpracownicy zaprojektowali cząstki, których łańcuchy polimerowe zawierały dodatkowo organiczny środek kontrastowy MRI – nitrotlenki – lub fluorescencyjną cząsteczkę określaną mianem Cy5.5. Po zmieszaniu ze sobą w żądanym stosunku, komponenty te tworzyły nanowymiarową strukturę  nazywaną przez autorów rozgałęzionym polimerem bottlebrush. Do polimeru tego, dodano nitrotlenki (ang. nitrooxides), czyli reaktywne cząsteczki zawierające atom azotu związany z atomem tlenu, posiadającym niesparowany elektron. Struktury te wykazują zdolność do tłumienia fluorescencji Cy5.5, ale gdy napotkają substancję od której mogą pobrać elektron, na przykład witaminę C, stają się nieaktywne. Zastosowanie ich do wykrywania obecności witaminy C było jak do tej ograniczone przez krótki okres półtrwania jaki nitrotlenki wykazywały w organizmach żywych. Modyfikacja zaproponowana przez autorów, umożliwiła jego wydłużenie a więc pozwoliła tym samym na jego zastosowanie do tego celu.

Łączenie i dopasowywanie

Obecnie naukowcy pracują nad zwiększeniem różnic sygnałów rejestrowanych w obecności witaminy C i przy jej braku w układzie badanym. Stworzyli także trzy różne typy nanocząstek niosące trzy różne leki wraz ze środkiem fluorescencyjnym. Pozwala to na kontrolę czy cząstki docierają do wybranych lokalizacji.

To ogromna zaleta naszej platformy – możemy łączyć ze sobą i dodawać niemal wszystko, co chcemy – przekonuje Johnson.

Planowane są przyszłe wersje cząstek, które zdolne będą wykrywać reaktywne formy tlenu. Obecność tych form często skorelowana jest z występowaniem nowotworu. Możliwe również będzie dostosowanie cząstek do wykrywania więcej niż jednej substancji w danym czasie.

Uważamy, że dzięki tej sondzie możliwe będzie ujawnienie informacji o środowisku guza – wyjaśnia Johnson – Wierzymy, że pewnego dnia uzyskanie informacji o biochemicznym stanie miejsc chorobowych w czasie rzeczywistym będzie dla nas dostępne. 

Czy tak się stanie ? Przekonamy się w przyszłości.

Źródło ilustracji i informacji: http://www.sciencedaily.com

Podobne artykuły

W niedawno opublikowanym artykule w czasopiśmie Nanomedicine profesor fizyki UTA Wei Chen z zespołem współpracowników rozwinął ideę wykorzystania nanocząstek dwutlenku tytanu stymulowanych mikrofalami do zwalczania komórek nowotworowych bez uszkodzenia zdrowych komórek wokół nich. Metoda...
Zmiany koloru skóry kameleonów z zielonego w turkusowy i z różowego w pomarańczowy to niezawodny znak, że natura jest doskonałym projektantem. Złożone nanomechanizmy dyskretnie i z dużą łatwością przyczyniają się do stworzenia kamuflażu tych jaszczurek, dzięki czemu ich skóra...