Nanotehnologia poate fi folosită pentru a vindeca răni, pentru a repara organe
Cercetătorii din Ohio folosesc celule ale pielii și cipuri mici pentru a dezvolta tratamente care pot repara daunele cauzate de răni, accident vascular cerebral și insuficiență de organ.
Celulele pielii tale sunt programabile, permițându-le să fie convertite în alte tipuri de celule.
Și acum cercetătorii au descoperit cum să le reprogramați, făcând corpul dumneavoastră o potențială mină de aur de celule care poate fi folosită pentru a vindeca răni, a trata leziunile cauzate de accident vascular cerebral și chiar a restabili funcția organelor îmbătrânite.
Un studiu recent publicat în Nature NanotechnologyTrusted Source descrie dezvoltarea Tissue Nanotransfection (TNT), o tehnologie care poate converti o celulă adultă de la un tip la altul.
Studiul a fost condus de Chandan Sen, PhD, și L. James Lee, PhD, cercetători de la Universitatea de Stat din Ohio. Sen și colegii săi au aplicat cipul pe picioarele rănite ale șoarecilor, reprogramând celulele pielii șoarecilor în celule vasculare.
În câteva săptămâni, s-au format vase de sânge active, salvând picioarele șoarecilor.
Este de așteptat ca tehnologia să fie aprobată pentru studiile pe oameni în termen de un an.
Ce este nanotehnologia?
Această descoperire în terapia genică este posibilă prin nanotehnologie, manipularea materiei la o dimensiune la care apar proprietăți unice ale materialului.
Aceasta înseamnă că caracteristicile fizice, chimice și biologice ale materialelor sunt diferite la scară atomică decât la scară mai mare pe care o vedem zilnic.
Un nanometru este o miliardime dintr-un metru. O moleculă de ADN are 2 nanometri în diametru. Scara nanotehnologiei este de aproximativ 1 până la 100 de nanometri.
La scară nanometrică, aurul reflectă alte culori decât ceea ce face la scara vizibilă cu ochiul liber. Această proprietate fizică poate fi utilizată în teste medicale pentru a indica infecția sau boală.
„Aurul are culoarea galbenă la nivel de masă, dar la nivel de nanometrie, aurul apare roșu”, a spus dr. Lisa Friedersdorf, directorul Biroului Național de Coordonare a Nanotehnologiei (NNCO) al Inițiativei Naționale pentru Nanotehnologie.
NNCO coordonează eforturile de nanotehnologie ale a 20 de agenții guvernamentale federale.
„Acum avem instrumente care ne permit să fabricăm și să controlăm materiale la scară nanometrică”, a spus Friedersdorf pentru Healthline. „Cercetătorii pot crea o nanoparticulă cu o sarcină utilă în interior pentru a furniza o eliberare concentrată de medicament direct celulelor vizate, de exemplu. În curând vom putea identifica și trata boala cu precizie. Am putea avea o medicină personalizată și să putem ținti boala cu multă atenție.”
Cum funcționează TNT
TNT funcționează prin livrarea unei încărcături biologice specifice (ADN, ARN și molecule de plasmă) pentru conversia celulară într-o celulă vie folosind un cip bazat pe nanotehnologie.
Această marfă este livrată prin zapping pentru scurt timp a unui cip cu o mică sarcină electrică.
Nanofabricarea le-a permis lui Sen și colegilor săi să creeze un cip care poate furniza o încărcătură de cod genetic într-o celulă.
„Gândiți-vă la cip ca la o seringă, dar miniaturizată”, a spus Sen pentru Healthline. „Injectăm cod genetic în celule.”
Sarcina electrică scurtă (o zecime de secundă) a dispozitivului de mărimea unui timbru poștal creează o cale pe suprafața celulei țintă care permite inserarea încărcăturii genetice.
„Imaginați-vă celula ca pe o minge de tenis”, a spus Sen. „Dacă întreaga suprafață este electrocută, celula este deteriorată și abilitățile sale sunt suprimate. Tehnologia noastră deschide doar 2% din suprafața mingii de tenis. Introducem încărcătura activă în celulă prin acea fereastră, iar apoi fereastra se închide, astfel încât să nu fie deteriorate.”
Reprogramarea celulară nu este nouă, dar oamenii de știință s-au concentrat anterior pe transformarea celulelor stem în alte tipuri de celule. Procesul a avut loc în laboratoare.
„Nu am fost de acord cu această abordare”, a spus Sen. „Când schimbați o celulă în laborator, aceasta se află într-un mediu artificial, steril și simplu, cum ar fi o cutie Petri. Când este introdus în corp, nu funcționează conform intenției.”
„Ne-am dus cu susul în jos. Am ocolit procesul de laborator și am mutat procesul de reprogramare la corpul viu”, a explicat el.
Această capacitate de punct de acțiune va permite spitalelor să adopte TNT mai devreme decât dacă procesul ar fi limitat la unitățile de cercetare.
Abordarea echipei lui Sen a fost să acționeze mai întâi, apoi să-și dea seama.
„Există o serie de proceduri și procese în joc”, a spus Sen. „Nu le înțelegem pe toate, dar ne-am atins obiectivul. Acum că ne-am atins obiectivul, putem intra în detalii despre cum funcționează.”
Aplicații posibile
Vindecarea rănilor prin conversia celulelor pielii în celule vasculare pentru a regenera vasele de sânge este o aplicație dovedită a TNT.
Echipa lui Sen a creat, de asemenea, celule nervoase prin procesul de conversie, injectând neuroțesutul nou format din pielea unui șoarece cu leziuni cerebrale cauzate de accident vascular cerebral în craniul acestuia. Înlocuitorul a salvat funcția creierului care altfel ar fi fost pierdută.
Sen prevede utilizări suplimentare pentru TNT, inclusiv recuperarea organelor.
„Am putea intra într-un organ defect printr-un cateter endoscopic cu un cip pentru a reprograma celulele și a restabili funcția organului”, a spus Sen. „Nu trebuie să fie o celulă a pielii. Ar putea fi țesut adipos excesiv.”
TNT ne-ar putea îmbunătăți și calitatea vieții pe măsură ce îmbătrânim.
„Sunt un alergător, așa că am probleme comune”, a spus Friedersdorf. „Nanotehnologia ar putea permite regenerarea cartilajului. Sper că aceste tehnologii vor fi disponibile atunci când am nevoie de ele.”
Sen și echipa sa caută în prezent un partener industrial pentru a produce cipuri concepute să funcționeze pentru oameni.
Apoi urmează testarea.
În cele din urmă, Sen speră să conducă la progrese rapide în domeniul nanoștiinței și sănătății.
„Sunt om de știință, dar acest lucru a fost inspirat de nevoia de a avea un impact asupra sănătății”, a spus Sen. „Scopul nostru principal este impactul.”
Lasati un comentariu