Четверг, Октябрь 17Питер и петербуржцы

Смогут ли нанороботы победить раковые клетки?

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •   

Наноботы могут оказаться новым методом уничтожения раковых клеток, при условии, что проведены обширные исследования, чтобы доказать их безопасность для людей. Наниты, наноиды, нанороботы и наноботы — все они подпадают под действие нанотехнологий.

Первым ученым, использовавшим термин наноботы, был американский физик по имени Ричард Фейнман. В одном из своих популярных выступлений в 1959 году он говорил об использовании наноботов для лечения болезней сердца. С тех пор было проведено много исследований, чтобы увидеть, что на самом деле могут делать эти наномолекулярные устройства.

Одним из таких важных приложений было лечении рака. Следует отметить, что упомянутые в статье эксперименты проводились пока только на животных. Использование наноботов на людях еще не исследовано, но метод лечения может быть разработан в будущем. Теперь давайте попробуем немного больше понять, что такое нанотехнологии и раковые клетки.

Что такое нанотехнология?

Нанотехнология — это отрасль науки, которая занимается изменением вещества в молекулярном масштабе от 1 до 100 нанометров (нм). Насколько мал нанометр? Представьте, что вы держите в руке нитку длиной в метр. Один метр составляет в длину 100 сантиметров.

Теперь попробуйте измерить только 1 см (одну сотую метра) этой нити и держите ее в руке. Просто, верно. Но что, если вам нужно измерить одну миллиардную часть метра? Это физически невозможно! Вы даже не смогли бы увидеть что-то такое маленькое в лабораторном микроскопе. Однако благодаря нанотехнологии нам не нужно проходить такое испытание, чтобы получить наночастицы.

Что такое нанороботы (наноботы)?

Наноробототехника — одно из направлений в области нанотехнологий, которое занимается разработкой молекулярных устройств, называемых нанороботами или наноботами. В медицине термин нанороботы — это молекулы, которые обладают новым свойством, позволяющим им выполнять определенную задачу в организме.

Представьте себе наноботов, как действительно маленьких роботов, работающих в наших телах для достижения определенной цели. Наноботы спроектированы так, чтобы выявлять вражеские клетки и действовать против них. Это действие возможно с помощью биологического датчика, который является неотъемлемой частью наноботов.

После идентификации клетки-мишени нанобот высвобождает лекарство на месте, обеспечивая максимальную специфичность и предотвращая повреждение других здоровых частей тела. Этот механизм может использоваться для уничтожения раковых клеток.

Как образуются раковые клетки?

Клетки реагируют на разные сигналы роста и систематически контролируются организмом. Нормальный рост клеток требует идеального баланса в генетических сигналах, чтобы обеспечить пролиферацию и последующую гибель клеток.

Однако раковые клетки не обращают внимание на эти клеточные сигналы и вместо этого размножаются неконтролируемым образом. Такие клетки начинают сопротивляться клеточным сигналам, которые контролируют деление и быстро делятся, вторгаясь в другие здоровые ткани. Они поддерживают себя, привлекая кровеносные сосуды, чтобы размножаться все больше и больше.

Раковые опухоли могут быть как доброкачественными, так и злокачественными. Доброкачественные раковые клетки — это «послушный» тип клеток; они обычно остаются в пределах нормальных тканей. С другой стороны, злокачественные клетки приобрели способность нарушать границу ткани и проникать в другие соседние здоровые ткани, нанося ущерб организму.

Вопрос в том, как и почему нормальные клетки внезапно теряют контроль и становятся «плохими»? На этот вопрос, к сожалению, нет простого и однозначного ответа. Одной из многих причин образования раковых клеток является изменение структуры ДНК, которое вызывает потерю передачи сигналов между клетками и приводит к неконтролируемому делению клеток.

Роль нанотехнологий в уничтожении раковых клеток

Появление наномедицины, науки об использовании наноразмерных устройств для диагностики, предотвращения и лечения различных заболеваний, изменило лицо современной медицины. Эти крошечные частицы обладают способностью изменять динамику организма с минимальными побочными эффектами.

Исследования, проведенные в Университете штата Аризона с помощью мышиной модели опухоли, показали, как именно наноботы могут убивать раковые клетки. Эти наноботы были сделаны из наноструктур ДНК вместе с ферментом, свертывающим кровь, тромбином.

Наноботы предназначались для белка под названием нуклеолин, который был обнаружен только на поверхности раковых клеток. После прикрепления к раковой клетке наноботы высвобождают тромбин в клетку. Это прекращает кровоснабжение раковых клеток, тем самым уничтожая опухоль. Наноботы работают быстро и в огромных количествах, полностью окружая опухоль. Эксперимент был успешным и резко сократил опухоль, оставив здоровые клетки без изменений.

В дополнение к этому следует отметить, что исследователи из Университета штата Орегон разработали усовершенствованную методику использования магнитных нанокластеров для уничтожения труднодоступных раковых опухолей.

А ученые университета Northwestern University во главе с пионером нанотехнологий Чедом А. Миркиным разработали прямой путь для оптимизации наночастиц, приблизив их на один шаг к тому, чтобы стать жизнеспособным вариантом лечения многих форм рака, генетических заболеваний, неврологических расстройств и многого другого.

Кроме того, исследователи из фармацевтического колледжа Джефферсона разрабатывают новый подход к лечению, основанный на нанотехнологиях, который недавно показал свою эффективность в мышиных моделях болезни.

Наноботы могут оказаться новым методом в качестве альтернативы химиотерапевтическому лечению рака. Химиотерапия широко используется для уничтожения раковых клеток, но у нее есть очень серьезные побочные эффекты. Она убивает все делящиеся клетки, такие как раковые клетки, наряду со нормальными здоровыми клетками. Именно здесь нанотехнологии могут помочь благодаря своей замечательной специфике.

К сожалению, использование нанотехнологий на людях сопряжено со значительными недостатками из-за их внешней природы. Одним из наиболее важных аспектов, требующих дальнейшего изучения, является величина токсичности, присутствующей в наночастице, и ее влияние на организм человека. Наночастицы могут пересекать биологические барьеры, такие как гематоэнцефалический барьер, тонкая кишка или кожа, и все это может привести к воспалительной реакции или более серьезным побочным эффектам.

Много исследований проводится для того, чтобы сделать нанороботов реальностью в области медицины. В настоящее время проводятся эксперименты на мышах и свиньях для выявления побочных эффектов и потенциальной безопасности инъекционных наноботов. Если все будет идти также хорошо, как и сейчас, мы можем увидеть новые методы лечения с помощью нанотехнологий уже в ближайшем будущем.

Источник

Добавить комментарий