Του Γιάννη Παλιούρη
Η αναζήτηση στοχευμένης θεραπείας είναι τόσο παλιά όσο και οι ασθένειες που ταλαιπωρούν τους ανθρώπους. Το κατάλληλο αντιβιοτικό για κάθε λοίμωξη, το σωστό καλούπι για κάθε σπασμένο οστό. Ακόμα και κάθε γρατζουνιά έχει τον δικό της επίδεσμο.
Δυστυχώς, όμως, υπάρχουν ασθένειες για τις οποίες δεν έχουμε εξατομικεύσει απόλυτα τα μέσα θεραπείας τους. Ή δεν μπορούμε να πλησιάσουμε αρκετά κοντά στην πηγή του κακού ώστε να την κονιορτοποιήσουμε. Και γι’ αυτόν ακριβώς τον λόγο παραμένουν ανίατες. Πιο χαρακτηριστική περίπτωση είναι εκείνη του καρκίνου, που εξαιτίας της μοναδικότητας κάθε περιστατικού διατηρεί ακόμα υψηλά ποσοστά θνησιμότητας.
Το δύσκολο αυτό παζλ επιδιώκουν να λύσουν δύο ερευνητές στο Τμήμα Μηχανικών και Εφαρμοσμένων Επιστημών του Caltech. Η δική τους προσέγγιση επιστρατεύει νανορομπότς που μπορούν να «παραδώσουν» φάρμακα σε συγκεκριμένα σημεία μέσα στο σώμα ενώ παρακολουθούνται και ελέγχονται έξω από αυτό.
Τα νανορομπότς των Lihong Wang και Wei Gao αποτελούνται από μικροσκοπικές σφαίρες μαγνησίου σε μεταλλική μορφή, επικαλυμμένα με λεπτό στρώμα χρυσού – στοιχείο που έχουμε ξανασυναντήσει σε αντίστοιχες δομές – και περυλένιο, ένα πολυμερές που αντιστέκεται στην πέψη. Τα στρώματα αφήνουν ένα μικρό τμήμα της σφαίρας ακάλυπτο. Το τμήμα του μαγνησίου αντιδρά με τα υγρά στην πεπτική οδό, δημιουργώντας μικρές φυσαλίδες. Το ρεύμα των φυσαλίδων λειτουργεί σαν τζετ και προωθεί τη σφαίρα προς τα εμπρός μέχρι να συγκρουστεί με τον πιο κοντινό ιστό.
Μια ενδιαφέρουσα, ομολογουμένως, καινοτομία η οποία ωστόσο δεν ενσωματώνει καμία κατευθυντικότητα και κατά συνέπεια δεν είναι κατάλληλη για την ακριβή στόχευση κατά καρκινικών όγκων. Γι’ αυτό και οι Wang και Gao έκαναν μερικές τροποποιήσεις.
Κατ ‘αρχάς, ένα στρώμα φαρμάκων είναι τοποθετημένο σαν σάντουιτς μεταξύ της μικροσφαίρας και του περυλένιου. Στη συνέχεια, για την προστασία των νανορόμποτς από το εξαιρετικά όξινο περιβάλλον του στομάχου, εγκολπώνονται σε μικροκάψουλες από παραφίνη.
Σε αυτό το στάδιο, οι σφαίρες είναι ικανές να μεταφέρουν φάρμακα, αλλά εξακολουθούν να στερούνται της κρίσιμης ικανότητας να τα μεταφέρουν στην επιθυμητή θέση. Για το λόγο αυτό, ο Wang και ο Gao χρησιμοποιούν φωτοακουστική τομογραφία (PACT), μια τεχνική που αξιοποιεί παλμούς υπέρυθρου φωτός λέιζερ. Το υπέρυθρο λέιζερ διαχέεται μέσω των ιστών και απορροφάται από μόρια αιμοσφαιρίνης που μεταφέρουν οξυγόνο στα ερυθρά αιμοσφαίρια, προκαλώντας δόνηση των μορίων σε υπερηχητικές συχνότητες. Αυτές οι δονήσεις υπερήχων συλλέγονται από αισθητήρες ενσωματωμένους στο δέρμα. Στη συνέχεια τα δεδομένα από αυτούς τους αισθητήρες χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία εικόνων των εσωτερικών δομών του σώματος.
Μόλις τα νάνορομποτς πλησιάσουν στην περιοχή ενός όγκου, ενεργοποιούνται μέσω ακτινοβολίας λέιζερ υπέρυθρης συχνότητας και υψηλής ισχύος. Τα νάνορομποτς απορροφούν το υπέρυθρο φως, θερμαίνονται ταχύτατα, η κάψουλα παραφίνης που τα περιβάλλει λιώνει και το εσωτερικό τους εκτίθεται στα γαστρικά υγρά. Σε αυτό το σημείο, οι φυσαλίδες ενεργοποιούνται και τα νανορόμποτς αρχίζουν να στροβιλίζονται. Αν και δεν θα χτυπήσουν όλα την στοχευμένη περιοχή, πολλά θα το κάνουν. Και όταν συμβεί αυτό, κολλάνε στην επιφάνεια και αρχίζουν να απελευθερώνουν το ωφέλιμο φορτίο φαρμάκων τους.
Αν και το υφιστάμενο σύστημα μπορεί να προσφέρει θεραπεία σε καρκίνους του πεπτικού συστήματος (όπως φαίνεται και στο βίντεο του Caltech) και βρίσκεται ακόμα υπό δοκιμή, οι δύο ερευνητές ευελπιστούν ότι θα μπορέσουν να το εξελίξουν ώστε να λειτουργεί και σε άλλα σημεία του ανθρώπινου σώματος.
Φωτογραφία: Caltech
