Наномедицина
Какво е наномедицина? Точно като традиционната медицина, тя включва диагностика, лечение и профилактика на болести, само че всичко това се прави с молекулярни инструменти. Преходът към наномащаб в медицинските инструменти има напълно логично обяснение. Основният обект на въздействие на съвременната медицина е клетката и често макромолекулите (ДНК, протеини, по-рядко полизахариди). Но ако размерът на клетката е 7-20 микрона, а диаметърът на двойната спирала на ДНК е 2,4 nm, тогава инструментите за ремонта им трябва да бъдат от същия ред като обекта, тоест нанометровия диапазон.
Крайната цел на наномедицината може да се определи като създаването на „медицински нанороботи“, които пътуват през тялото, преминават през всички бариери и доставят лекарствено вещество до клетките, както и устройства за манипулиране на клетки и молекули. Сред тях може да са "наноботите-чистачи". Но това е в перспектива.
Лечителите с наночастици имат няколко последователни задачи. Те трябва да намерят целеви клетки в тялото, да преминат през всички бариери, да им доставят вещество за лечение или диагностика, след което да проникнат вътре в клетката и да разтоварят съдържанието. След като изпълнят задачата си, съдбата на наночастиците е да се разпаднат и да напуснат тялото. За да се осигури изпълнението на всички тези етапи на действие, те трябва да имат някои добре дефинирани свойства. Имат рецептори за насочено движение към целта. Имат способността да преминават през клетъчните мембрани. Пуснете съдържание в точното време и място. Бъдете нетоксични. Целите, към които са насочени наночастиците, са например ракови клетки, заразени с вируси клетки, атеросклеротични плаки и органи, увредени по някакъв начин. Когато доксорубицин се достави до тумора в липозоми, неговият терапевтиченефектът върху тумора е няколко пъти по-голям, отколкото когато разтворът се инжектира просто в тялото (при експерименти с мишки). Бариерите, които стоят на пътя на наночастиците, са разнообразни: стените на стомашно-чревния тракт, стените на капилярите, кръвно-мозъчната бариера (между кръвта и мозъчните клетки), клетъчната мембрана и мембраните на клетъчните органели. И успешно ги преодоляват. Например, наночастиците преминават през BBB по-добре от отделните молекули.
Качването на съдържание на правилното място е много важна стъпка. Ако лекарството не се освободи в целта, то няма да действа. Ако излезе по пътя към целта, ще бъде още по-лошо: ще работи на грешното място и в резултат на това ще пострадат други тъкани. За да се гарантира правилното освобождаване на веществото, то трябва да бъде контролирано и факторите на околната среда служат като контрол: температура, pH, специфични ензими или време. Тоест механизмът на "разтоварване" реагира на определена температура или киселинност, която е характерна за правилното място в тялото, или работи след строго определено време, необходимо за доставка.
Най-вече в наномедицината, учените са напреднали в областта на генната терапия. Вирусните вектори са истинското въплъщение на нанороботите (макар и с някои значителни недостатъци, като тяхната вирулентност и имунни отговори към тях). Тези недостатъци стимулират развитието на алтернативни невирусни вектори, които имитират структурата на вирусна частица. Въпреки че и те имат трудности за преодоляване: да осигурят ефективно зареждане с наркотици и сигнал за освобождаването му.
Ако си представим нанолекарство на бъдещето, то то ще може активно да се насочва към целта, да преминава през всички мембрани, включително вътре в клетката (според принципа на ендоцитозата), и да достига до молекулите в нея.цели.