ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ - infogenesis - Αντιμετώπιση του καρκίνου με νανοφυσαλίδες

Χρησιμοποιώντας laser και νανοσωματίδια, επιστήμονες στο Rice University ανακάλυψαν μια νέα τεχνική για να απομονώνουν προσβεβλημένα κύτταρα και να τα καταστρέφουν με μικρές εκρήξεις. Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν laser για να φτιάξουν «φούσκες» τοποθετώντας νανοσωματίδια χρυσού μέσα σε κύτταρα. Σε τεστ σε καρκινικά κύτταρα, βρήκαν ότι μπορούν να ρυθμίσουν τα laser για να δημιουργήσουν είτε μικρές, φωτεινές φυσαλίδες που να είναι ορατές αλλά ακίνδυνες ή μεγάλες φυσαλίδες που να καίνε τα κύτταρα.

«Η στόχευση συγκεκριμένων κυττάρων είναι ένα από τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα της νανοιατρικής και η δική μας προσέγγιση ενισχύει αυτή τη θέση με τοπικό αποτέλεσμα σε συγκεκριμένο κύτταρο», δήλωσε ο Dmitri Lapotko, φυσικός του Rice και πρώτος ερευνητής στο συγκεκριμένο project. «Η ιδέα είναι να εντοπίζουμε και να αντιμετωπίζουμε τα μη υγιή κύτταρα πριν η ασθένεια ποχωρήσει».

Οι νανοφυσαλίδες δημιουργούνται όταν νανοσωματίδια χρυσού εκτοξεύονται με μικρούς παλμούς laser. Αυτές οι βραχύβιες φυσαλίδες είναι πολύ φωτεινές και μπορούν να φτιαχτούν μεγαλύτερες ή μικρότερες ανάλογα με την ένταση του παλμού του laser.Ακριβώς επειδή είναι ορατές με μικροσκόπιο οι νανοφυσαλίδες μπορούν να αξιοποιηθούν είτε απλώς για τη διάγνωση των άρρωστων κυττάρων είτε για τον έλεγχο της καταστροφής αυτών.

Σε εργαστηριακές μελέτες που δημοσιεύτηκαν πέρυσι, ο Lapotko και οι συνεργάτες του στα Laboratory for Laser Cytotechnologies at the A.V. Lykov Heat και Mass Transfer Institute στο Minsk της Λευκορωσίας, τοποθέτησαν νανοφυσαλίδες σε αρτηριακή πλάκα. Ανακάλυψαν ότι μπορούσαν να βάλλουν απευθείας κατά του ιζήματος που μπλοκάρει τις αρτηρίες.

«Οι φυσαλίδες λειτουργούν σα σφυρί», είπε o Lapotko. Στην παρούσα μελέτη ο Lapotko και ο συνεργάτης του στο Rice Jason Hafner, αναπληρωτής καθηγητής Φυσικής, Αστρονομίας και Χημείας, μελέτησαν συγκεκριμένα λευχαιμικά κύτταρα και κύτταρα από καρκίνους του εγκεφάλου και του λαιμού. Εναπόθεσαν αντισώματα στα νανοσωματίδια, ώστε να στοχεύσουν μόνο τα καρκινικά κύτταρα και ανακάλυψαν πώς η τεχνική είναι αποτελεσματική στο να εντοπίζει και να σκοτώνει τα καρκινικά κύτταρα.

Pic: Ταχέως αναπτυσσόμενες φυσαλίδες τοποθετημένες σε αρτηριακή πλάκα σε μελέτη του 2009. Νανοσωματίδια χρυσού εκτοξεύθηκαν στην πλάκα και φωτίστηκαν με laser. (Credit: Image courtesy of Rice University)

Ο Lapotko είπε ότι η νανοτεχνολογία με τις φυσαλίδες μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη "theranostics", μια τεχνική που συνδυάζει θεραπεία και διάγνωση. Επιπροσθέτως, επειδή οι κυτταροκαταστροφικές νανοφυσαλίδες φαίνονται στο μικροσκόπιο σε πραγματικό χρόνο, ο Lapotko υποστήριξε πως η τεχνική μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για μεταθεραπευτική χρήση ή όπως καμιά φορά λένε οι Φυσικοί ως guidance. O Hafner επίσης είπε πως «οι μηχανικές και οπτικές ιδιότητες που έχουν οι φυσαλίδες προσφέρουν μοναδικά πλεονεκτήματα στη συγκεκριμενοποίηση των βιοιατρικών εφαρμογών στο απομονωμένο κυτταρικό επίπεδο ή ίσως και στη δράση μέσα στα ίδια τα κύτταρα ».

Η έρευνα προέκυψε από τη συνεργασία μεταξύ του Rice και του Lykov Institute of the Academy of Science of Belarus, που πρόσφατα ίδρυσε το US-Belarus Research Lab of Fundamental and Biomedical Nanophotonics. Άλλοι συμμετεχοντες στη δημοσίευση είναι η Ehab Hanna του University of Texas M.D. Anderson Cancer Center και η Ekaterina Lukianova-Hleb του Lykov Institute.

ScienceDaily (Feb. 5, 2010)