A UB (UB = University of Buffalo) fizikaprofesszorának, Arnd Pralle-nak (balra) és doktoranduszának, Heng Huangnak a mágneses nanorészecskékkel kapcsolatos kutatásai olyan betegségkezelésekhez vezethetnek, amelyek távolról manipulálják a fehérjéket vagy sejteket.
ELLEN GOLDBAUM
Közzétéve: 2010. július 7.
A kepen prof. Pralle es aszisztense Huang
A sejtmembránokra célzott, fűtött, mágneses nanorészecskék klaszterei távolról irányíthatják az ioncsatornákat, az idegsejteket, sőt az állatok viselkedését is - derül ki a Nature Nanotechnology című folyóiratban az UB fizikusai által közzétett tanulmányból.
A kutatás széleskörűen alkalmazható, és olyan innovatív rákkezelésekhez vezethet, amelyek távolról manipulálják az egyes szövetek kiválasztott fehérjéit vagy sejtjeit, vagy olyan továbbfejlesztett cukorbetegség-terápiákhoz, amelyek távolról stimulálják a hasnyálmirigy sejtjeit az inzulin felszabadítására.
A munka alkalmazható lenne egyes neurológiai rendellenességek új terápiáinak kifejlesztésére is, amelyek az elégtelen idegstimuláció miatt alakulnak ki.
"Egy olyan módszer kifejlesztésével, amely lehetővé teszi, hogy mágneses mezőkkel in vitro és in vivo is stimuláljuk a sejteket, ez a kutatás segíteni fog az állatok viselkedését irányító jelátviteli hálózatok feltárásában" - mondja Arnd Pralle, a fizika adjunktusa és a tanulmány vezető/korreferens szerzője.
A UB kutatói bebizonyították, hogy módszerükkel képesek kalciumion-csatornákat nyitni, sejtkultúrában idegsejteket aktiválni, sőt az aprócska fonálféreg, a C. elegans mozgását is manipulálni.
Nature Nanotechnology - A Buffalo Egyetem kutatása
23.703 megnézés; 23.06.2010
Az UB csapata által preparált c. elegans férgek csoportja nanorészecskékkel az érzékelő neuronjaiknál reagálnak mágneses tér alkalmazására. További információért látogasson el a http://www.buffalo.edu/news/11518 weboldalra.
"A nanorészecskéket a férgek "szájának", az úgynevezett amfidának a közelébe céloztuk" - magyarázza Pralle. "A videón látható, hogy a férgek kúsznak; amint bekapcsoljuk a mágneses mezőt, amely 34 Celsius-fokra melegíti a nanorészecskéket, a legtöbb giliszta megfordul. Ezt a módszert arra használhatjuk, hogy oda-vissza járkáljanak. Most azt kell kiderítenünk, hogy milyen más viselkedésformákat lehet még így irányítani".
Pralle szerint a férgek megfordultak, amint a hőmérsékletük elérte a 34 Celsius-fokot - ez ugyanaz a küszöbérték, amely a természetben elkerülési reakciót vált ki. Szerinte ez azt bizonyítja, hogy ez a megközelítés alkalmazható az innovatív új gyógyszerekkel kapcsolatos, egész állatokon végzett vizsgálatokra.
A UB csapata által kifejlesztett módszer lényege, hogy a nanorészecskéket a sejtmembránban úgy melegítik fel, hogy rádiófrekvenciás mágneses térnek teszik ki őket; a hő hatására a sejtek stimulálódnak.
"Kifejlesztettünk egy eszközt a nanorészecskék felmelegítésére, majd hőmérsékletük mérésére" - mondja Pralle, megjegyezve, hogy nem sokat tudunk a szövetekben a nanoszintű hővezetésről. "A mi módszerünk azért fontos, mert lehetővé teszi, hogy csak a sejtmembránt melegítsük fel. Nem akartuk megölni a sejtet" - mondta. "Míg a sejten kívüli membrán felmelegszik, a sejtben nincs hőmérsékletváltozás".
A mindössze hat nanométeres méretű részecskék könnyen diffundálhatnak a sejtek között. A mágneses mező hasonló ahhoz, amit a mágneses rezonanciás képalkotásban alkalmaznak. És a módszer azon képessége, hogy nagy területen egyenletesen aktiválja a sejteket, azt jelzi, hogy a módszer in vivo egész testre kiterjedő alkalmazásokban is megvalósítható lesz, jelentik a tudósok.
Ugyanebben a tanulmányban az UB tudósai arról is beszámolnak, hogy kifejlesztettek egy fluoreszcens szondát annak mérésére, hogy a nanorészecskéket 34 Celsius-fokra hevítették.
"A fluoreszcencia intenzitása jelzi a hőmérséklet-változást" - mondja Pralle - "ez egyfajta nanoméretű hőmérő, és lehetővé teheti a tudósok számára, hogy könnyebben mérjék a hőmérséklet-változást a nanoszinten".
Pralle és szerzőtársai aktívan részt vesznek a molekuláris felismerés a biológiai rendszerekben és a bioinformatika, valamint az integrált nanoszerkezeti rendszerek stratégiai erősségekben, amelyeket az UB 2020 stratégiai tervezési folyamat azonosított.
Pralle mellett, aki adjunktusi állást tölt be az Orvosi és Biomedikai Tudományok Iskola Fiziológiai és Biofizikai Tanszékén, a társszerzők Heng Huang és Savas Delikanli, mindketten doktoranduszok a Fizika Tanszéken; Hao Zeng, a fizika docense; és Denise M. Ferkey, a Biológiai Tudományok Tanszék adjunktusa.
A kutatást a Nemzeti Tudományos Alapítvány és az UB 2020 Interdiszciplináris Kutatásfejlesztési Alap támogatta.
Forras:
Közreadta: Dr. Ing. Sebestyen Teleki Istvan
Zürich, 2021 Napisten hava 28.