Komunikacja nanomaszyn - to już działa

Naukowcy z MIT opracowali nowy rodzaj terapii antynowotworowej. Nanocząstki transportujące lek do guza wysyłają sobie sygnały, zwiększając skuteczność leczenia 40-krotnie.

Nanotechnologia wytwarza coraz bardziej precyzyjne narzędzia do walki z nowotworami. Precyzja jest konieczna, bo leki stosowane do niszczenia guzów są często bardzo toksyczne i skutki uboczne chemioterapii bywają niejednokrotnie powodem zaniechania leczenia.

Lek powinien dotrzeć wyłącznie do guza, a nie zatruwać cały organizm (i tak osłabiony chorobą). Temu też służą nanocząstki, specjalnie projektowane tak, by przenikać z układu krwionośnego do wnętrza guza. Wówczas cząstka uwalnia przenoszony lek.

Żeby to osiągnąć, naukowcy musieli rozwiązać wiele problemów. Sama cząstka nie może być szkodliwa dla organizmu, więc opracowano np. takie, które w kontrolowany sposób ulegają w organizmie rozpadowi na nieszkodliwe substancje. Cząstka nie powinna wywoływać reakcji immunologicznej, więc naukowcy tworzą takie nanomaszyny, które nie wzbudzają podejrzeń układu odpornościowego - np. dzięki stosownemu „przebraniu”.

Przede wszystkim zaś - cząstka transportująca lek powinna trafić pod właściwy adres, a więc - krążąc po organizmie - rozpoznawać charakterystyczne cechy określonego nowotworu. Z tym ostatnim zadaniem, nanomaszyny radzą już sobie nieźle. Ale wyniki najnowszych badań opublikowane właśnie na łamach prestiżowego magazynu „Nature Materials” dowodzą, że o wiele skuteczniej pójdzie to zadanie nanocząstkom, które potrafią się komunikować.

- Nanocząstki mogą być tak zaprojektowane, by przesyłać sobie sygnały wewnątrz organizmu, a to pozwala podnieść wydajność terapii - wyjaśnia dr Geoffrey von Maltzahn, główny autor artykułu.

Jakiego rodzaju sygnały przekazują sobie te medyczne nanomaszyny? Nie chodzi o mikroskopijne krótkofalówki. Naukowcy woleli wykorzystać kanały komunikacyjne, którymi posługują się komórki w naszym organizmie. W przypadku uszkodzenia naczyń krwionośnych, wyspecjalizowane białka wysyłają sygnały chemiczne, uruchamiając złożone procedury zasklepiania i rany.

Esperyment von Maltzahna polegał na wprowadzeniu do organizumów chorych myszy dwóch rodzajów nanocząstek. Najpierw do guza dociera pierwsza fala nanomaszyn, które rozpoczynają leczenie i „wzywają posiłki”. Uruchamiają w guzie mechanizmy koagulacji krwi, na które reaguje druga - liczniejsza fala nanocząstek, również transportujących lek.

Tak wyreżyserowana chemioterapia okazała się aż 40 razy skuteczniejsza niż terapia nanocząstkami, indywidualnie poszukującymi komórek nowotworowych.

Praca z „Nature Materials” to tylko przykład, w nanotechnologicznych terapiach różnych chorób z pewnością trochę inne kanały komunikacyjne mogą być wykorzystywane.

- W całej biologii jest wiele pięknych przykładów, gdy wynikiem komunikacji i współpracy prostych elementów stają się złożone zachowania całego systemu - podkreśla von Maltzahn.

Nanomaszyny von Maltzahna, atakując komórki nowotworowe, przypominają pszczeli rój.

- Mamy nadzieję, że nasza praca uzasadnia traktowanie nanomaszyn jak elementów większego systemu. Stworzymy w ten sposób narzędzia diagnostyczne i terapeutyczne oparte na komunikacji i zdolne do bardzo skomplikowanych działań wewnątrz organizmu - dodaje naukowiec. - Można wyprodukować całą gamę nanosystemów, które będą lokalizować, diagnozować i leczyć różnorodne choroby z niedostępną dziś medycynie precyzją.

Trochę to straszne, ale jakie pożyteczne.

Więcej o: