Визуализация взаимодействия наночастиц с опухолевыми клетками в реальном времени

Визуализация взаимодействия наночастиц с опухолевыми клетками в реальном времени

Благодаря сторонникам параноидальной версии, что нанотехнологии выйдут из-под контроля, мы не можем использовать настоящие прорывы в этой сфере. По многим причинам, наночастицы золота стали своего рода мостом между традиционной медициной и нашим продвинутым веком. В то время, как многие без лишней мысли примут прописанный от их болезни препарат, более взыскательные пациенты хотели бы знать, что это за новые металлические эндосимбионты.

Первая попытка заснять в реальном времени взаимодействие микрочастиц золота с опухолью, была сделана Деборой Келли и ее группой из Технического университета Верджинии. Они построили самодельный микрожидкостный отсек, чтобы изолировать покрытые золотом клетки опухоли, и наблюдать за их поведением под электронным микроскопом. Существа, которых они использовали, были крайне неприятным видом стволовых клеток, изолированных от первичной культуры глиобластомы. Глиобластома - один из очень трудных для лечения видов опухоли, которая убила Тэда Кеннеди, и является идеальным подопытным. Болезнь экстраординарная, устойчивая к технологиям.

Визуализация взаимодействия наночастиц с опухолевыми клетками в реальном времени

Красота их эксперимента заключается в том, что они могли наблюдать за передвижением микрочастиц в реальном времени.  Микропалочкам золота понадобилось всего 20 минут, чтобы проникнуть глубоко внутрь клетки. За 60 минут, внутри клетки было больше золота, чем снаружи. Чтобы убедиться, что эксперимент и составляющие соответствуют требованиям, ученые добавляли специальный магнитный маркер. Таким образом, они могли вытащить те частицы, которые им нужны. В данном случае это были стволовые клетки, которые могли остаться в тени после лучевой химиотерапии, и повторно заполнить опухоль.

В предыдущем исследовании использовались небольшие молекулы РНК, чтобы связать их с поверхностью золотых нанопалочек для стимуляции проникновения в ГЭБ. Мы уже обсуждали возможность использования микрочастиц и облучения для разогрева определенного участка мозга и введения лекарств. Эти методы могут не только выборочно проникнуть в ГЭБ, но и стимулировать, и даже откровенно уничтожать целевые клетки.

Визуализация взаимодействия наночастиц с опухолевыми клетками в реальном времени

Левая картинка показывает крупный план границы клетки, в которую проникла золотая нанопалочка. Они постепенно исчезают из виду, так как пробираются все глубже внутрь.

Потенциальная возможность сочетания золота и микрочастиц оксида железа позволит взять лучшее от обоих металлов, чтобы удаленно их активировать, больше никогда не будет потеряна. Так называемые жидкие опухоли клеток иммунной системы, циркулирующие в крови или лимфе, были успешно удалены из организма мышей путем дистанционного нагрева магнитных микрочастиц. В этом случае, точное терапевтическое термо-окно (около 43 градусов) было создано чтобы предотвратить возможность повторного заболевания. Самый прикол здесь в том, что воздействие было не для того, чтобы теплом убить клетки опухоли, но чтобы, по словам авторов, "стимулировать системную иммунную реакцию для устранения метастазов".

Что касается "золотого" воздействия на мозг, о котором говорилось выше, исследователи из Университета Чикаго показали, что миллисекундные лазерные импульсы могут быть использованы для активации скрытого потенциала действия нейронов. Ключ к этой работе не в использовании грубой оптогенетической техники, а скорее сырого "оптоемкостного" эффекта, которого можно достичь за счет прямого нагрева золотых микрочастиц возле возбудимой мембраны нейрона.

Теперь мы знаем, что размер микрочастиц золота имеет огромное влияние на его работу не как проводника, но полупроводника - как и большинство известных нам белков и малых молекул. Путем облучения лазером образцов золота разных размеров, и наблюдая за реакцией, исследователи из Университета Ювяскюля, Финляндия, недавно сделали удивительное открытие. Меньшие кластеры золота (до 102 атомов), ведут себя как огромные молекулы, в то время, как кластеры побольше (до 144 атомов), уже показывают свойства проводника электронной структуры на макро-уровне металла.

Правильное понимание обоих электронов и теплового потока в естественном и искусственном окружении, будут иметь решающее значение для создания современных инструментов доступа к клеткам по их правилам.

Источник: extremetech

Система Orphus
comments powered by Disqus
 
Top