Samuel Stupp és munkatársai nemrég olyan módszert fejlesztettek ki, amely a jövőben alkalmas lehetne a sérült szövetek és szervek regenerálására: a kutatók reményei szerint a nanotechnológiás eljárást alkalmazni lehetne a Parkinson- és az Alzheimer-kór tüneteinek enyhítésére, illetve a lebénult végtagok mozgásának legalább részleges helyreállítására.

A kutatócsoport gerincsérült egereken próbálta ki az eljárást: olyan molekulákat terveztek, amelyek képesek „összeszerelni” magukat, miután egy injekcióstű segítségével az állatok szervezetébe juttatták őket. A nanométeres mérettartományba (egy nanométer a méter egymilliárdod része) eső molekulák nanorostokká állnak össze, amelyek „megtapadnak” egy-egy szövetféleségben, és beindítják azokat a biológiai folyamatokat, amelyek a sérült szövetek regenerációjához szükségesek. A kísérletek során gerincsérült egerek gerincvelői szöveteibe juttatták a molekulákat, amelynek hatására az állatok hat héttel az injekciót követően újra meg tudták mozdítani korábban lebénult hátsó lábaikat - olvasható az egyetem honlapján.

A hegképződés gátlása

A nanorostok éppen azt a problémát küszöbölik ki, ami miatt a sérült gerincvelő sejtjei képtelenek a regenerációra: ennek oka, hogy a sérülést követően az idegszövet támasztósejtjei (gliasejtjek) „heget” képeznek, ami akadályozza a gyógyulást. „A heg a sérülést követő pár héten belül megjelenik, ami akár egy egész életen át tartó benulást is eredményezhet. A heg egy fizikai értelemben vett gátat jelent, ami gátolja az idegsejtek hosszú nyúlványainak, az ún. axonoknak a növekedését” - mondja Stupp. A gliasejtek védik és táplálják az idegsejteket, és létrehozzák az axon körül a velőshüvelyt. A velőshüvely hasonló szerepet tölt be, mint a fémvezetékek szigetelése: csak ennek jelenlétében vezetődhet megfelelő módon az áram, illetve az idegsejtek esetében az elektromos ingerület.

A szervezetben jelenlévő őssejtek - amelyek még nem fejlődtek tovább semmilyen konktrét sejttípussá - képesek lennének új idegsejtekké válni (lehetővé téve ezzel a regenerációt), sokszor azonban idegsejtek helyett gliasejtekké alakulnak, ami megnehezíti a gyógyulást. A nanorostokkal viszont lehetővé válhat, hogy miután a sérült sejtek közelébe juttatták őket, olyan jeleket közvetítsenek az őssejtek felé, amelynek hatására azok biztosan idegsejtekké alakulhatnak. Ugyanez a jel szükséges az axonok növekedéséhez is. „A kísérleti egereknél pont ezt figyeltük meg: a sérülés helyén regenerálódni kezdtek az axonok, ami igen jelentős eredménynek tekinthető” - mondta Stupp.

A nanorostok további előnye, hogy biológiai úton lebontható anyagból készültek, ennek köszönhetően heteken belül eltűnnek, miután elvégezték feladatukat. A kutatók további kísérleteket terveznek Parkinson-kóros egerekkel, amelyeknél a korábbi vizsgálatok során a nanorostok alkalmazásával részben már sikerült tünetmentessé tenni az állatokat.

Nanorészecskék a rákgyógyításban

A nanorészecskék nem csak a regeneratív orvoslásban, hanem a rák kezelésében és a daganatok felismerésében is alkalmazhatóak lennének. A Massachusetts Institute of Technology (MIT) munkatársai az utóbbi évek kutatásai során például olyan nanorészecskék kifejlesztésén dolgoztak, amelyeket a tumorok hatékonyabb azonosításában, illetve a gyógyszerek pontosabb célbajuttatásában lehetne hasznosítani. A MIT kutatói által kidolgozott nanorészecskék egyik típusa képes rá, hogy a daganatok gyorsan növekvő érhálózatában azonosítsa az apró réseket, és miután a részecskék átjutottak az érfalon, összekapcsolódjanak, az így létrejövő mágneses jel pedig már felismerhető a mágneses rezonanciás képalkotó eljárás (MRI) segítségével.

A nanorészecskék a gyógyszerek célzott bejuttatásán kívül arra is alkalmasak lehetnek, hogy összetapadva eltorlaszolják a tumorba vezető erek vérellátását, itt azonban több probléma is felmerülhet. Egyrészt biztosítani kell, hogy a részecskék csak ott tapadjanak össze, ahol erre szükség van, illetve azt is meg kell oldani, hogy a részecskék a véráramban maradjanak, ugyanis a szervezet normális esetben a májon és a lépen keresztül eltávolítja őket a vérből. Ez utóbbi problémát úgy próbálják kiküszöbölni, hogy egy másik, mesterségesen létrehozott részecskével késleltetik ezt a folyamatot, így a nanorészecskéknek elegendő idő állhat rendelkezésére ahhoz, hogy felhalmozódjanak a tumor szövetében. (A nanorészecskékkel kapcsolatos kutatásokról korábbi cikkünkben olvashat bővebben: Újfajta nanorészecskék a tumorok felismeréséhez).

Videó ajánló: A Los Angeles-i Jonsson Rákkutató Központban újabban nanotechnológiával próbálják diagnosztizálni a rákos daganatokat. A kis peptidekből álló molekulák egy parányi kristály felületén helyezkednek el. Egy-egy protein megkötésével nyomon lehet követni, hol halmozódnak fel az élő sejtekben. A részecskék a DNS egyes molekuláihoz is képesek hozzákötődni, ezzel messze kiterjesztik a molekuláris diagnosztika határait. A nanotechnológiát a remények szerint olyan területeken is lehet majd alkalmazni, mint a diagnosztizálás, a kezelés, a gyógyszerfejlesztés, valamint a gyógyszermolekulák megfelelő helyre való eljuttatása.

http://egeszseg.origo.hu/cikk/0720/995257/20070514karosodott_1.htm