Így segíthet az arany megölni a rákot

Az emberek évszázadok óta fémeket használnak a fény manipulálására. Újabban a kutatók szintén a fémekhez nyúltak, hogy érzékeny bioszenzorokat hozzanak létre, amivel megfigyelhetik a gyógyszereknek ellenálló ráksejtek trükkjeit, és ki is iktathassák azokat.

A mellrák elleni küzdelemben a trasztuzumab emtanzin az egyik legfontosabb gyógyszer hatóanyag, mert a daganatok egy részénél megakadályozza a növekedést, amivel hozzájárul, hogy a betegek hosszabb ideig éljenek. Ugyanakkor szinte az összes rákfajta már rezisztenssé vált vele szemben.  A közelmúltig az ellenállás mögött álló okokat nem tudták megfejteni a kutatók. Aztán Wei Wang nankingi kémikus kifejlesztett egy technikát annak nyomon követésére, hogy az egyes trasztuzumab molekulák hogyan kapcsolódnak a rákos sejtekhez. Megállapította, hogy a rezisztens sejtek membránjaiban levőfehérjedeformálja a receptor molekulákat, amelyekre a trasztuzumab rákapcsolódik, így a gyógyszernek nincs fogódzója.

sejt
A fényt hívták segítségül, hogy kiderítsék a gyógyszerrezisztencia okát. Fotó: 123rf

Ezt az eredményt azzal érték el, hogy a fényt a nanométeres mérettartományban tudták a megfelelő helyre irányítani. Az ehhez hasonló módszerek kutatási területe a plazmonika. Az eljárással meg tudták figyelni, hogy a rákos sejt és a rákgyógyszer hogyan hatnak egymásra, így felfedhették a trasztuzumab-rezisztencia alapmechanizmusát.

Az emberek már évszázadok óta használnak fémeket a fény haladásának manipulálására, de csak a közelmúltban kezdték el használni ezt a jelenséget a betegségek, például a rák megértésére - írja a Knowable magazin. A nagy tükrök persze jelentősen különböznek a mikroszkopikus fémpelyhektől, amelyek úgy viselkednek, mint a forgalomirányító rendőrök, lehetővé téve, hogy bizonyos színű fények áthaladjanak, míg blokkolják a többieket. Egyes fémekben ugyanis az elektronok rezgésbe kezdenek fény hatására, de csak akkor, ha megfelelő hullámhosszú fény gerjeszti őket, ami viszont megváltoztatja a fény újtát.

A biomolekulák szórják a fényt

A plazmonika egyik legsikeresebb alkalmazása a bioszenzoros érzékelés, amellyel a kutatók megkísérlik felismerni biológiailag releváns molekulák jelenlétét vagy hiányát. A fényt ilyenkor molekula méretűre fókuszálják, amivel "nagyon erős kölcsönhatást lehet elérni az anyaggal" - mondta Hatice Altug, a lausanne-i Svájci Szövetségi Technológiai Intézet kutatója. Ez az, ami miatt a fény nagyon érzékeny az egyes molekulák változásaira vagy jelenlétére egy parányi térfogaton belül. 


Wang és munkatársai, a Nankingi Egyetemen ezt a megfigyelési képességet be akarták emelni a gyógyszerfejlesztés módszerei közé. Az új gyógyszerek tervezésének része ugyanis annak a megértése is, hogy a molekulák miként lépnek kölcsönhatásba a test sejtjeivel. Ehhez általában szükség van a sejtek kölcsönhatásának monitorozására, ami nagyon munkaigényes. Wang szerint, ha lenne rá megoldás, hogy sok gyógyszermolekula kölcsönhatásba lépjen sok sejttel, az valóban felgyorsíthatná a fejlesztéseket. A jelenleg elterjedt elektrokémiai módszerek ugyanis nem alkalmasak rá, hogy pontosan megmérhessék a sejtszintű változásokat, és meghatározzák azok helyét.

Aranytükrök leplezik le a rákot

A szükséges pontosság elérése érdekében Wang és munkatársai létrehoztak egy plazmonikus elektrokémiai képalkotót. Ez elég bonyolultan működik, ezért csak röviden ismertetjük. A mérésekhez mikoroszkopikus méretű aranylemezkéket használtak, amelyeken megfigyelhették, hogy a fény hogyan tükröződik és nyelődik el rajtuk. Ebből már meg tudták határozni, hogy a sejtekbe vezetett áram hol, és mennyi folyt át. A sejt-molekula kölcsönhatások azért mutathatók ki az aranylemezes módszerrel, mert a fényre hatással van azoknak a molekuláknak és sejteknek a viselkedése, amelyek a lemez másik oldalán lévő folyadékban vannak. Az aranylemez hátoldala közelében lévő sejtek visszatartják az áram egy részét, azaz elektromos "árnyékot" vetnek az aranylemezre, s ezzel meghatározzák a sejt helyét. Ha egy molekula hozzákapcsolódik a sejt membránjához, akkor a sejt elektromos tulajdonságai megváltoznak, ami kissé megvilágítja vagy tompítja az elektromos árnyékát. És ezt már rögzíteni lehet.

Wang csapata ezt a megközelítést alkalmazta annak kiderítésére, hogy a trasztuzumab hogyan viselkedett másképpen a gyógyszerrezisztens tumorsejtek körül. Fogtak rezisztens és nem rezisztens tumorsejteket, és az arany filmre ragasztották őket. Ezután trasztuzumabot adtak az elektrolit-oldathoz. Általában a trasztuzumab egy fehérjéhez kapcsolódik a sejtmembránban, ezáltal gátolja a növekedést. Ez a kötés megváltoztatja az elektronok (a fém felületén haladó úgynevezett) plazmonhullámát, és így a fény visszatükröződik a fémről. A kutatók úgy találták, hogy a tükröződések másképpen néznek ki az aranylemezen, ha gyógyszer-rezisztens tumorsejtek vannak a közelben.

Egy új képalkotó technika ultrahang használatával "virtuális lencsét" alakít ki a testben. A kezelő azzal állíthat e lencsén, hogy megváltoztatja az ultrahangos nyomáshullámokat a vizsgált közegben. Ezzel pedig olyan mélyreható képek készíthetők, amelyek még soha korábban nem voltak elérhetők. Ráadásul az ultrahanghullámok kívülről történő beállítása vagy átkonfigurálása elmozgathatja a "lencsét" a közeg belsejében, lehetővé téve, hogy eljussanak a test különböző régióiba és különböző mélységű képeket készíthessenek. Részletek!

A gyógyszerfejlesztés érdekében Wang és csapata megkezdte az idegsejtek és a szívsejtek, különösen a nátrium- és a káliumionok sejtekbe befelé és onnan kifelé való szállításához használt fehérjecsatornák vizsgálatát. "Ezek az ioncsatornák a sejt és a környezet közötti kommunikáció ablakai. Ha új gyógyszert fejlesztünk, akkor értékelnünk kell a szívre gyakorolt lehetséges mellékhatásokat is" - mondta a kutató, aki szerint ez egy lassú és fárasztó munka, de egy plazmonikus alapú elektrokémiai képalkotó rendszer felgyorsíthatja a a munkafolyamatokat.

A plazmonikát más képalkotó módszereknél is alkalmazzák, olyan felbontásokkal, amelyek a hagyományos mikroszkópokkal nem érhetők el, illetve nagyon érzékeny bioszenzorként működnek számos alkalmazás számára. A kutatók remélik, hogy ezeket az asztali eszközöket minél előbb kézi eszközökké fejleszthetik. Az Altug már tervezi a hordozható, olcsó, könnyen használható plazmonikus alapú gyógyszerdetektorokat és más bioszenzorokat, amelyek használatához nincs szükség képzett kutatóra. Lehet, hogy az új eszközöket még mobiltelefonhoz is csatolni tudják majd.

Értékelje a cikket!

Hogy érzed magad? Országos eredmény megtekintése >>
Hogy érzed magad?
Kirobbanó formában vagy? Válaszd ki a lelki- és testi állapotodhoz illő emojit és nézd meg térképünkön, hogy mások hogy érzik magukat!
Milyen most a lelkiállapotod?
Letargikus vagyok
Kissé magam alatt vagyok
Kiegyensúlyozott vagyok
Jókedvű vagyok
Majd kiugrom a bőrömből
Hogy érzed magad?
Kirobbanó formában vagy? Válaszd ki a lelki- és testi állapotodhoz illő emojit és nézd meg térképünkön, hogy mások hogy érzik magukat!
Hogy érzed most magad fizikailag?
Teljesen hulla vagyok
Voltam már jobban is
Átlagos formában vagyok
Jól vagyok
Kirobbanó formában vagyok
Hogy érzed magad?
Lelkiállapot
Fizikai állapot
Legjobban:
Legrosszabbul:
További cikkek
Szóljon hozzá Ön is és olvassa el mások hozzászólásait

Influenzatérkép

december 02. - december 08.
Influenzás tünetekkel
orvoshoz fordulók száma:
7 680
  • 0-14 évesek
  • 15-34 évesek
  • 35-59 évesek
  • 60 év felettiek

Humánmeteorológia

Humanmeterológia szolgaltatója

Fronthatás:
Nincs front

Maximum:
+1, +6 °C
Minimum:
-5, +1 °C

Hazánkban szerdán délelőtt a Dunántúlon és a főváros térségében gyengén felhős, másutt közepesen felhős lesz az ég.

Egészséget befolyásoló hatások:
gyenge

Részletes adatok és előrejelzés

Tekintse meg az időjárási frontokat!Térképezze fel a pollen adatokat!

Kövesse a Házipatikát:

GyógyszerekGyógyszerkereső
GyógyszerHatóanyag