Нанодиамантът - нов враг на рака, Наука 21 век
Нанодиамантът - нов враг на рака?
Диамантите са най-добрите приятели на момичетата. Сега този израз придоби ново значение. Наистина диамантените фрагменти с нанометров размер предоставят нови възможности за ранно откриване на рак. Това е целта на изследователския проект Dynamo, финансиран от Европейския съюз. По-специално, този проект има за цел да разработи неинвазивна платформа за наблюдение на биомолекулярни процеси в раковите клетки в реално време.
За да постигнат тази цел, те са разработили нова технология, базирана на флуоресцентни нанодиамантени фрагменти (NAO). „Доказахме, че специалните свойства на HAO ги правят отличен материал за изследване на биомолекули, от протеини до ДНК“, казва координаторът на изследователския екип Милош Несладек, който също е представител на Института за тестване на материали (Белгия). "Такива сонди могат да се използват за изследване на молекулярни процеси в наноразмер."
Проблемът беше, че предишните методи на изследване не позволяваха изучаването на живи клетки за дълго време. „Основното предизвикателство за нас беше необходимостта да заменим флуоресцентните бимолекулярни багрила, които в момента се използват като луминесцентни индикатори на ракови клетки“, обяснява Несладек.
NAO имат редица предимства. Те са биосъвместими с живите клетки. Те могат да бъдат в живите клетки дълго време, без да засягат процесите вътре в тях. Те могат също така да получат набор от оптични, магнитни и повърхностни свойства. „Миниатюрният характер на HAE им позволява да проникнат неинвазивно през мембраната на индивидаклетки, без да ги уврежда или нарушава функциите им, обяснява Несладек. „Луминесцентните и магнитните качества на HAE се променят при взаимодействие с клетъчната среда.“
Повърхностните свойства на HAO позволяват други биомолекули, като например ДНК молекули, да бъдат прикрепени към тях. Когато взаимодействат с отделни клетки, тези биомолекули могат да идентифицират или променят биокомпонентите в клетката. По този начин HAE може да бъде не само средство за откриване на молекулярни промени, които могат да доведат до развитие на рак, но и да ги спре. Други проекти на Европейския съюз като DIAMANT провеждат допълнителни изследвания.
Някои експерти приветстват този подход. „Новите превозни средства за доставяне на лекарства са жизненоважни за лечението на множество заболявания, включително рак“, казва Федор Железко, директор на Института за квантова оптика към университета в Улм (Германия). „Новостта на този подход се състои в използването на иновативни материали за доставка на лекарства.“ Нанодиамантите предоставят уникални възможности за разработване на превозни средства за доставяне на лекарства, тъй като тяхното движение може да бъде уловено оптично с помощта на техники за флуоресцентна микроскопия. „Това ще ни позволи да наблюдаваме процеса на доставяне на лекарството и неговото усвояване от клетката с безпрецедентна точност“, добавя Железко. Такава технология за наблюдение вече е демонстрирана във Висшето нормално училище и в Института по рака. Гюстав Роси (Франция).
Други експерти са по-предпазливи в заключенията си. „Въпреки факта, че има много убедителни експерименти, демонстриращи, че нанодиамантите могат да доставят активни лекарства за борба с рака в клетъчни култури и дори в миши ракови клетки, използването им за лечениехората е много малко вероятно, тъй като диамантите са твърде инертен материал, който не е лесно да се отстрани от човешкото тяло“, казва Франсоа Треусарт, професор по физика във Висшето нормално училище (Франция).
От негова гледна точка обаче проектът има голямо бъдеще. „Бъдещето на нанодиамантите в медицината далеч надхвърля целите на този проект. Основното им приложение обаче ще бъде в областта на диагностиката или регенеративната медицина, което е доказано от данните от биомедицинските изследвания на екипа за изследване на нанодиамантите на Института за атомни и молекулярни изследвания на Китайската академия на Тайван“, добавя Франсоа Тресар.
Нанодиамантена сонда, поставена в определена клетка, е в състояние да улавя и предава информация за клетъчните процеси. „Проектът Dynamo приключи, но изследователите продължават да си сътрудничат“, казва Несладек. – Университетът на Щутгарт (Германия) в момента разработва нанодиамантена сонда. Проектът се фокусира върху рака на гърдата и ректума, но няма причина тази технология да не се прилага и при други видове рак. Той добавя, че в бъдеще друга цел на проекта ще бъде да се изследва възможността за използване на нанодиамантени сонди за откриване на ракови стволови клетки.