Нанотехнологии и раковые клетки

Нанотехнологии и раковые клетки Уже долгие годы ученые придумывают все новые и новые методы борьбы с раковыми клетками, имеющие свои плюсы и минусы, биологические, хирургические и т.д. Как известно в последнее время интенсивно стали развиваться нанотехнологии, и их участие в медицине, и без участия в методах лечения рака здесь конечно не обошлось.
Дендромерные ДНК-наночастицы В 2005 году исследователи из Мичиганского университета разработали быстрый и эффективный метод производства лекарств с использованием наночастиц и молекул ДНК. Ученые взяли за основу молекулы дендромеров — крошечных разветвлённых полимеров, концы которых могут присоединять различные молекулы. Таким образом, молекулы дендромеров могут образовывать различные конструкции, которые могут служить «емкостями» для лекарств. В ходе экспериментов с соединениями из дендромеров ученые установили, что они хорошо соединяются с молекулами ДНК. При этом молекулы ДНК выступают в качестве «скелета» сложной молекулы, доставляющей лекарство. Главные активные компоненты этой наносистемы — дендромеры — могут нести на себе различные молекулы: от лекарства и белковых маркеров до флуоресцентных агентов. В принципе, можно создать дендромер, который бы нес одновременно и маркер, и лекарство, но процесс синтеза такой молекулы очень трудоемок. Нанотехнологии и раковые клетки Дендромеры — полимеры, способные связывать другие молекулы «Благодаря дендромерам мы можем доставить практически любое лекарство или диагностическое средство в любую клетку», — сказал Джеймс Бэйкер, профессор нанотехнологий и директор Центра Бионанотехнологий, образованного при Мичиганском университете. Наночастицы — идеальное средство для доставки лекарств внутрь клетки. Но до сих пор ученые не могли разместить на них маркеры, позволяющие доставить лечебный груз наночастицы точно в цель — внутрь больной клетки. Да и само производство наночастиц дорого стоит и занимает много времени. Благодаря новой технологии наночастицы смогут стать одним из самых распространенных препаратов для лечения различных заболеваний. Нанотехнологии и раковые клетки Дендромерная наночастица присоединяется к поверхности раковой клетки В статье, опубликованной 21 января в институтском журнале «Химия и биология», студент Янгсон Чой описал, как ему удалось синтезировать наночастицу-кластер, состоящую из двух разных дендромеров. Причем одна молекула деднромера предназначалась для поиска больных клеток, а другая содержала лекарство для них. Обе молекулы были связаны цепочкой ДНК, которая играла роль «скелета». Как утверждают коллеги Чой и Джэймс Бэйкер, полученные наночастицы могут успешно использоваться как при диагностике раковых заболеваний, так и при их последующем лечении. Простой синтез наночастиц и их универсальность позволит сделать этот вид лекарства эффективным и доступным. В статье Чой рассказал, как он получил наночастицу-кластер. В раствор с двумя различными типами дендромеров он добавил цепочку ДНК длиной 34-66 нуклеотидов. Оказалось, что дендромеры имеют участки, комплементарные нуклеотидам ДНК. Через время в растворе «собрались» структуры из двух дендромеров, связанных между собой цепочкой ДНК. Один тип молекул дендромеров был флуоресцентный, а другой содержал комплекс маркеров раковых клеток. Полученный раствор кластерных наночастиц представлял собой средство для диагностики раковых опухолей. ДНК-наночастицы прилипали маркерным концом к больной клетке, а по флуоресцирующему концу эти клетки их можно было увидеть. С помощью самых современных средств цитологического анализа исследователи проверили, действительно ли дендромеры прикрепляются маркерным концом к раковым клеткам. Для проверки использовали 3-D микроскопы. Результат оказался положительным — большинство наночастиц достигло цели. «Этот эксперимент подтверждает правильность наших исследований,» — сказал Чой. — «Сейчас мы работаем над разработкой других наночастиц, другой конец которых будет содержать лекарство, а не флуоресцентный агент». А группа Бэйкера составляет библиотеку дендромеров, которые можно будет синтезировать и скомпоновать с молекулой ДНК, используя новую технологию. «Мы сейчас готовим склад кирпичиков ЛЕГО, из которых мы потом будем составлять лекарства от различных заболеваний», — сказал Бэйкер. Бэйкер предвидит создание нанокластеров, состоящих из трех цепочек ДНК. Эти «базовые блоки», помещенные в раствор с дендромерами, вызовут самосборку наночастиц, состоящих уже из четырех дендромеров, которые будут выполнять различные функции. Один комплекс наночастицы может нести диагностический агент, другой — маркерный, а третий — лечащий. Такие терапевтические дендромеры могли бы избирательно поставлять пять отдельных лекарств пяти видам клеток. При этом синтез такой супермолекулы по методике Чоя занимает 10 шагов вместо 25, которые необходимо был проделать при использовании прежних технологий. Золотые нанонити Группе ученых из университета Пердью в американском штате Индиана удалось изобрести новый способ лечения рака золотыми нанонитями, которые легко прикрепляются именно к раковым клеткам. Нанотехнологии и раковые клетки Ученые добивались разрушения раковых клеток, путем нагревания нанонитей до определенной температуры. Они отмечают, что подобная методика лечения рака, а именно методом гипертермии, применяется уже давно. Она позволяет локально перегревать раковые клетки, вызывая их смерть. Но лишь сейчас ученые заметили, что применение нанонитей из золота позволяет значительно усовершенствовать данную методику. Нанотехнологии и раковые клетки Во время эксперимента специалисты использовали частицы золота диаметром 50 нм и длиной 150 нм, поверхность которых была обработана солями фолиевой кислоты, так как известно, что поверхность раковых клеток реагирует на фолиевую кислоту и фолаты. Благодаря такой обработке частицы золота очень быстро оказывались прикрепленными к раковым клеткам. Далее ученые проводили облучение клеток электромагнитными волнами ближнего ИК диапазона, так как они легко проходит через кожу и хорошо поглощается золотом, приводя к нагреванию наночастиц. Преимуществом данной методики ученые отмечают то, что наночастицы находятся на поверхности клеток, а не внутри, в связи с этим требуется меньше времени для их нагревания. Использование плазмонов Исследования в 2007 году дали поводы предположить что для уничтожения раковых опухолей так же можно использовать свойства плазмонов. Введенные в кровоток наносферы (частички кварца диаметром 100 нм, покрытые тонким слоем золота) концентрируются в быстрорастущей опухоли. Свет инфракрасного лазера проходит через кожу и разогревает наносферы, возбуждая в них резонансные кол****ия электронов. Высокая температура убивает клетки опухоли, а окружающие здоровые ткани остаются нетронутыми Нанотехнологии и раковые клетки Нанопорошок и лазер В 2008 году в результате многочисленных исследований, наконец, российские ученые создали новый препарат, побеждающий рак, аналогов которому нет в мире. И этот препарат – нанопорошок (вещество, уменьшенное в миллионы раз, называется нановеществом, Размер одной наночастицы более чем в 10 тысяч раз меньше толщины человеческого волоса!)... В ходе опытов физики выяснили, что свойства вещества зависят от его размеров. Если уменьшить любое твердое тело, оно приобретает новые свойства. В качестве исходного вещества для нанопорошка, применяемого для лечения рака, используются железо и никель. Никель дешев и почти безотходен: из 1,3 грамма никеля в процессе синтеза получается 1 грамм нановещества. Нанотехнологии и раковые клетки Что же происходит при использовании нанопорошка? Раковые клетки по своей структуре очень рыхлые и пористые, а нановещество, наоборот, обладает огромной поглощательной способностью. Этими свойствами решили воспользоваться учёные: «накормить» прожорливые раковые клетки микроскопическими наночастицами. Введенный в организм порошок мгновенно всасывается больными клетками. Дальнейшая схема действия наночастиц гениальна и проста. Скопления нанопорошка облучаются лазером. Сгорая, они попутно уничтожают и раковую опухоль. Электропроводимость тканей организма намного меньше, чем у нанопорошка, поэтому лазер не приносит вреда здоровым клеткам. Он убивает лишь раковые клетки, напичканные нанопорошком, и опухоль исчезает за считанные дни. Первые испытания уральские ученые провели совместно с московскими коллегами из Института общей физики и Онкологического центра имени Блохина. В кровь мышей, предварительно зараженных раковой клеткой, через вену вводились нанокомпозиты, покрытые углеродной оболочкой. Во время испытаний мышей облучали один раз в день по 15 минут. Результаты превзошли самые смелые ожидания ученых: через 20 дней раковая опухоль полностью рассосалась! Ученым предстоит еще немало опытов, но первые эксперименты показали такие фантастические результаты, что физики уверены в своей победе. Нановещества имеют огромные преимущества перед химическими препаратами, так как негативных побочных действий у нанопорошка нет никаких! Ученые подсчитали, что для лечения рака требуется количество порошка, пропорциональное массе тела. Так, для человека со средним весом 70 кг для курса лечения понадобится всего 1 грамм нановещества. Магнитные наночастицы в 2009 году нанотехнологам удалось совершить очередной шаг в направлении создания лекарства от раковых заболеваний. Командой британских исследователей смежных направлений из Университета Лестера разработан быстрый и надежный способ диагностики и леченя рака. Нанотехнологии и раковые клетки Как заявляют ученые из Университета Лестера, для диагностики и лечения опухоли простаты врачи могут применять магнитные наночастицы диаметром 5-100 нм. Разработка британцев, по их словам, задействует наиболее передовые достижения нанотехнологий и может с успехом применяться для лечения других видов раковых заболеваний. Руководитель проекта, глава химфака др. Ву Су ранее получил значительный грант на исследования в области биоинженерии. Это позволило ученым разработать высокоэффективные наночастицы, которые функционируют, как зонды, диагностирующие опухоль с помощью магнитно-резонансной томографии и затем ликвидирующие ее методом нагрева. Новый тип магнитных наночастиц обладает способностью легко входить в контакт с рецепторами на поверхности опухолевых клеток, что обеспечит быстрое и надежное нахождение опухоли. Очевидно, что такое метод, успешно опробованный на раке простаты, может широкоприменяться в онкологии.

Комментарии (3)

RSSсвернуть /развернуть
+
+2
Вот сколька денег надо что бы вылечить себя этой нанотехналогией… скоре всего здохнешь aq
avatar

Orrim

  • 19 мая 2009, 11:19
+
+1
ну не факт, зависит от затрат на производство/выполнение услуги
Нанопорошок и лазер… Никель дешев и почти безотходен… Скопления нанопорошка облучаются лазером

и как например в этом случае, вроде как платить миллионы рублей незачто ab
avatar

Epinephrin

  • 19 мая 2009, 12:08
+
0
Знаешь, Москва тоже не сразу строилась
рак всё равно будет побеждён! am
avatar

Anm-Pro

  • 19 мая 2009, 14:23

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.
Валидный HTMLВалидный CSSRambler's Top100