TEMA BROJA

Nanotehnologija / Medicina

U potrazi za obolelim tkivom

Postoji niz definicija pojma nano-nauka, odnosno nano-tehnologija.  Pri tome one se neprestano dopunjuju i usavršavaju. Recimo, po definiciji američke agencije NASA, osnovni moto nanotehnologija je „zaposliti individualne atome ili molekule da konstruišu funkcionalne strukture”. Kao praotac NT (nanotehnologije) označava se poznati fizičar i nobelovac Ričard Fejnman, a savremeni promoter nano-nauke, odnosno tehnologije je Entoni Lejn, savetnik za nauku i tehnologiju bivšeg predsednika SAD Klintona.

Mogući uticaj nanomedicine na društvo je sve veći i sve višestrukiji. Nove nanotehnologije mogu pružiti jedinu nadu u sistematska, dostupna i dugoročna poboljšanja zdravstvenog stanja ljudi. Generalno, nanotehnologije poboljšavaju osobine materijala, smanjuju njihovu masu,  povećavaju njihovu stabilnost i unapređuju njihovu funkcionalnost. Razvoj nanotehnologije, zahvaljujući svom potencijalu da iskoristi otkrića molekularne biologije, počeo je da menja osnove dijagnostike, terapije i prevencije bolesti. Ljudski organizam je veliki i veoma složen sistem sastavljen od različitih podsistema; zato je vrlo važno da lekovi dolaze na mesta gde su najpotrebniji.

Nanotehnologija u farmaciji

Dobijajući ideju iz prirode, naučnici su smislili nanočestice koje mogu da izbegnu da ih imuni sistem uništi, simulirajući osobine elementarnih sastojaka organizma kao da su deo tela. Skala osnovnih bioloških struktura je slična komponentama koje su uključene u nanotehnologiju - npr. peptidi su po veličini slični kvantnim tačkama (oko 10 nm), a neki virusi su iste veličine kao nanočestice za dostavu medikamenata. Novo dizajnirane nanočestice, zbog svojih veličina i drugih povoljnih osobina, mogu da se koriste kao nosači prilikom isporuke lekova, kao sakupljači slobodnih radikala prilikom odbrane organizma od oksidativnog stresa, u genskoj terapiji, u neuromodulaciji i neuromonitoringu i, zbog svojstva citotoksičnosti, u borbi protiv ćelija raka.
Ovo otkriće predstavlja nov način za prevazilaženje glavnih prepreka sa kojima se suočavaju naučnici pri modeliranju i sintezi novih lekova. Klasično lečenje raka deluje na čitav organizam, gde dolazi do oštećenja i zdravih tkiva. Novi lek se dovodi tačno na određeno mesto i tako se eliminiše negativna interakcija lekova.
Jedan od načina primene nanotehnologije je mogućnost da lek, prolazeći kroz ćelijske membrane, deluje direktno u ćelijama. Pošto se reprodukcija virusa i razvoj bolesti najviše dešavaju unutar ćelija, lečenje se mora obavljati u njima; stoga je glavna primena nanotehnologije u farmaceutskoj industriji usmerena na delotvornu dostavu molekula leka do njihovih ciljanih ćelija.
Biološko razgradivi polimeri nanočestica predstavljaju obećavajuće transportere za ciljno uvođenje različitih lekovitih supstanci, jer omogućavaju kontrolisano oslobađanje, poboljšanu stabilnost, niže doze lekovite supstance... a to utiče na smanjenje neželjenih efekata lekovite supstance.
Za što veću efekasnost nanočestica važni su optimalan način unosa u ciljne ćelije i što manja toksičnost samih nanočestica i njihovih degradacionih proizvoda. Pre desetak godina, naučnici su otkrili da je nano-građa polimera povezana s putem razvoja ćelijskih linija. Ovo otkriće je otvorilo potpuno novo naučno područje, između medicine i nanotehnologije", navodi profesor Johanes Hajc, sa Univerziteta u Lincu, Austrija, inače glavni koordinator projekta “ModPolEUV”. Ćelije ljudske kože uzgajaju se na polimernim materijalima sve dok se ne postigne količina određena potrebom presađivanja.
U medicini postoji više mogućih primena. Medicinska dijagnostika već oseća korist od primene nanotehnologije. Sledi napredak na području tretmana rana i bolesti, od raka i očnih infekcija do polomljenih udova. Lekari već neko vreme koriste markere za označavanje virusa i bakterija koje treba identifikovati i pratiti. Ideja je jednostavna: antitela koja će se vezati na ciljanu ćeliju se markiraju tako da fluoroscentno zrače pod svetlošću određene talasne dužine.
Merenjem fluoroscencije meri se nivo infekcije. Problem je samo ako su markeri toksični.   NASA koristi nanofosfate za merenje ozračenosti astronauta. “Quantum Dot Corporation” razvija tehnologiju spektralnog barkoda koji bi se utiskivao u gene aktivne u nekoj ćeliji. Nadzor na nivou ćelija omogućava ranu i pouzdanu dijagnozu. Posebno je važna primena nanonauke u donošenju lekova na određeno mesto u telu. Naime, u slučaju primene vrlo agresivnih lekova, kao što su oni koji idu uz hemoterapije, uništavaju se i zdrave i bolesne ćelije. Nanočestice treba da omoguće dopremu leka do same bolesne ćelije, ne oštećujući zdrave.
Sva je prilika da će nanotehnologija tek doživeti procvat pošto već danas nanoroboti mogu da uđu u krvne sudove, dostave lekove, uništavaju zloćude ćelije, a odnedavno rastvaraju i krvne ugruške. Na primer, australijski istraživači već imaju kapsulu nano-veličine koja se može ubaciti, intravenozno, u telo obolelog gde će otkriti krvni ugrušak i uništiti ga. Na taj način će se delovati i u slučajevima srčanog i moždanog udara.

Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"