וִידֵאוֹ: חלקיקי ננו מאפשרים שביתות כירורגיות נגד סרטן
2023 מְחַבֵּר: Peter Bradberry | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-05-21 22:33
מכשירים מיקרוסקופיים המכוונים רק לתאים סרטניים יכולים להחליף שיטות פחות מדויקות שהורגות גם רקמות בריאות.
במטרה להתקדם מעבר לגישת הרובה למאבק בתאים ממאירים המפוצצים בסרטן עם כימיקלים רעילים או קרינה, ההורגים תאים בריאים סביב התחקירנים בחטיבת המדע והטכנולוגיה של הרווארד- MIT (HST) משתמשים בננו-טכנולוגיה לפתח מודלים לחפש ולהשמיד לאפס ולפרק גידולים מבלי לפגוע ברקמה הרגילה הסמוכה.
HST נוקט גישה בין תחומית לביו-רפואה. הוא מורכב מרופאים, מדענים וסטודנטים מהמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס, מבית הספר לרפואה של הרווארד, מאוניברסיטת הרווארד, מבתי חולים להוראה באזור בוסטון ומרכזי מחקר אחרים. צוות חוקרים, בראשות סנג'טה בהטיה, פרופסור חבר ב- HST ובמחלקה להנדסת חשמל ומדעי המחשב ב- MIT, מדווח בחומרים מתקדמים כי הם פיתחו ובדקו ננו-חלקיקים רב-פונקציונליים הניתנים להזרקה - חלקיקי מיליארדי מטר בגודל- שהם מצפים להפוך לנשק חדש וחזק נגד סרטן. (כדי לספק נקודת מבט מסוימת, רוחב שיער האדם הוא כ- 80,000 ננומטר או 0.003 אינץ ').
חלקיקי ננו יכולים לסייע בטיפול בסרטן במספר דרכים. ניתן להכניס אותם לזרם הדם כדי לאתר ולמפות גידולים כך שרופאים יידעו מולם הם עומדים. חלקיקי ננו יכולים גם להיות מתוכננים לשאת מטען של תרופות שיכולות להשתחרר ליד או אפילו בתוך גידולים כדי לכווץ או לחסל אותם.
חוקרי HST התנסו בחלקיקי חלקיקי תחמוצת ברזל מצופים פולימר המוחזקים יחד על ידי קוצרי DNA כדי לעזור להם ליצור תמונה חזותית של גידול באמצעות הדמיית תהודה מגנטית. כדי לבדוק את החלקיקים, החוקרים השתילו עכברים עם ג'ל דמוי גידול רווי בחלקיקים ננו והניחו את אותם עכברים לבארות סלילי חשמל בצורת כוס, שהפעילו את החלקיקים באמצעות פולסים מגנטיים.
החוקרים העבירו את חלקיקי תחמוצת הברזל המתכתיים לקרינה עד שקשרי ה- DNA המחזיקים אותם נשברו, ושחררו חומרים פלואורסצנטיים. "רק רצינו להתמקד באפיון קינטיקה ורגישות לטמפרטורה באמצעות מטען שיכולנו לזהות", אומר ג'וף פון מלטזאהן, סטודנט לתואר שני ב- HST שעבד על הפרויקט מאז הקמתו בשנת 2004.
החוקרים חוקרים רצפי DNA כדי לאמוד את הנקודה בה החום מפעיל את החלקיקים לאחר שהגיעו לגידולים בגוף. חברי יציאת ה- HST אומרים כי יתרון אחד של קשירה ל- DNA הוא שנקודת ההיתוך שלה ניתנת לכוונון - המדענים יוכלו לשלוט כאשר הקשרים בין החלקיקים נפרקים על ידי יצירת קישורים באורכים שונים עם רצפי DNA שונים.
חשיפה של החלקיקים הננו לשדה אלקטרומגנטי בתדר נמוך גורמת להם להקרין חום, שבתורו מוחק את החוטים ומשחרר את התרופות. הגלים בשדה המגנטי המשמש את חוקרי ה- HST הם בעלי טווח תדרים זהה לזה של גלי רדיו (בין 350 ל -400 קילו-הרץ). גלים אלה עוברים ללא מזיק בגוף ומחממים רק את החלקיקים. לשם השוואה, מיקרוגלים, שיבשלו רקמות, הם חזקים פי מיליון בערך עם תדרים הנמדדים בטווח הגיגה-הרץ.
פון מלצאהן ושישה חוקרים נוספים, בהם בהאטיה, סיכמו את המחקר הראשוני שלהם לפני כשנה וכעת הם מתכננים להחליף את מטען הפלואורסצנט המקורי במחקר טיפולי יותר, כמו אנזים שניתן להזריק ישירות לגידול כדי לתקוף אותו. מבפנים החוצה. מטרתם היא בסופו של דבר להיות מסוגלים לשחרר חלקיקי ננו דרך הווריד לזרם הדם ולהפעיל את אותם חלקיקים באמצעות חום או מגנטיות לפי הצורך.
שאלה אחת פתוחה היא: מה יקרה לחלקיקים הננו לאחר השימוש בהם? מכיוון שהחלקיקים מתכלים ביולוגית, אומר פון מלטזאהן, סביר להניח שהפולימרים יעשו את דרכם לכבד ויוסרו; הברזל היה כנראה נספג בדם. למרות הפוטנציאל הטמון בטיפולי ננו-סרטן לסרטן, החוקרים אינם מצליחים לחזות מתי טיפולים כאלה יהיו זמינים.