Nanopartikler af zinkoxid. Høflighed fra National Institute of Health.
Så vi er 42 år ind i krigen mod kræft, og mens fjenden forbliver formidabel, skifter vores strategi til endnu en fase. Vi har været igennem ækvivalenten med hånd-til-hånd kamp - kirurgi - tæppebombning - stråling - og kemisk krigsførelse - kemoterapi.
Nu handler kampen om stealth. I stedet for at koncentrere sig om at sprænge væk ved kræftceller eller forgifte dem, er det mere sandsynligt, at du hører kræftforskere tale om "trojanske heste" eller "cloaking-strategier" eller "narre" immunsystemet. Alle er celle-niveau-plov, der er udklækket gennem nanomedicin-medicinsk behandling, der er gået meget, meget lille. Hvor lille? På nanoniveau ville ca. 5.000 partikler være så brede som et menneskehår.
Vi er ikke fjenden
Okay, så vi er uden for forståelsesområdet her. Men lad os ikke hænge på størrelse; lad os fokusere på bedrag.
Det seneste eksempel på mikroskopisk lureri blev lagt i sidste uge et papir fra forskere ved University of Pennsylvania. Et af de mest tiltalende aspekter ved nanomedicin er, at det giver forskere mulighed for at levere medikamenter direkte til en tumor i stedet for at oversvømme hele kroppen med kemoterapi. Desværre ser immunsystemet nanopartiklerne som indtrængende og forsøger at rydde dem væk, før de kan gå på arbejde med tumorcellerne.
Kunsten var at få "vagtceller" i kroppens immunsystem til at tro, at de narkotikarelaterende nanopartikler var indfødte celler, at de ikke var indtrængende. Forskerne gjorde dette ved at knytte et protein, der er til stede i hver cellemembran, til hver nanopartikel. Og ganske enkelt sagt sendte det en "ikke spis mig" -meddelelse til kroppens vagtceller.
Resultatet, i det mindste hos mus, er, at denne teknik dramatisk forbedrede succesraten for to forskellige slags nanopartikler - en der leverede tumorkrympende medikamenter og en fyldt med farvestof, der ville hjælpe læger med at fange billeder af kræftceller.
I mellemtiden meddelte tidligere på året forskere ved Methodist Hospital Research Institute i Houston, at de havde fundet deres egen måde at lade nanopartikler narre immunsystemet på. De udviklede en procedure til fysisk at fjerne membranerne fra aktive hvide blodlegemer og drapere dem over nanopartikler. Og den "tilslutningsstrategi" var nok til at forhindre proteiner, der aktiverer immunsystemet, i at udføre deres job og beordre, at det skulle afvise de indtrængende. Forskerne mener, at det en dag vil være muligt at høste en patients egne hvide blodlegemer og bruge dem til at kappe nanopartiklerne, hvilket gør det så meget mere sandsynligt, at de kommer til deres mål uden at blive angrebet.
Så magisk som alt dette kan lyde, er nanomedicin ikke uden risiko. Meget mere forskning skal gøres om den langsigtede virkning af nanopartikler inde i kroppen. Kunne de ophobes i sunde kropsvæv? Og hvis de gør det, hvilken effekt ville det have? Kan de små partikler nu tilsyneladende så fulde af løfter til sidst blive giftige?
Stadig masser af spørgsmål om nanomedicin, men det føles mere som et svar.
Småsnak
Her er seks andre måder, hvorpå man tænker småt, fremmer medicin fremad:
1) Men først fjern alle smykker: På University of Minnesota eksperimenterer forskere med nanopartikler og magneter for at bekæmpe lungekræft. De har udviklet en aerosolinhalant, som en patient kan trække ind i hans eller hendes lunger med et par dybe indåndinger. Og der fører jernoxid-nanopartikler til tumorer inde i lungerne. Ved at vifte med en magnet uden for kroppen kan de derefter agitere partiklerne, så de opvarmes nok til at dræbe kræftceller omkring dem.
2) Et nyt shell-spil : Et team af ingeniører ved UCLA har udviklet små kapsler - cirka halvdelen af størrelsen på den mindste bakterie - der er i stand til at transportere proteiner til kræftceller og dæmpe væksten af tumorer. Og nanoskalens skaller nedbrydes harmløst i ikke-kræftceller.
3) Guldens narre: Og i det nordvestlige, siger forskere, at de har fundet en måde at bruge guld nanopartikler til effektivt at bekæmpe lymfom. De narrer lymfomcellerne til at tro, at de indeholder lipoprotein med høj densitet (HDL), som cellerne har brug for for at overleve. De gyldne nanopartikler binder til kræftcellerne og sulter dem af kolesterol.
4) Vejen bedre end Krazy Glue : I Tyskland har forskere opfundet en pasta lavet af nanopartikler, som de siger, kan få ødelagte knogler til at reparere sig hurtigere. Pastaen indeholder to vækstfaktorgener, der kommer ind i cellerne og fremskynder knogleheling.
5) Desværre kan det ikke hjælpe dig med at finde lægemidler, du faldt på gulvet: Mens teknisk set ikke nanomedicin, kunne en lille smart pille, der sporer om folk tager deres medicin korrekt, snart være på markedet. Godkendt af FDA sidste år, indeholder pillen en lille sensor, der interagerer med mavevæske og sender et signal til en plaster på en persons krop. Taget med en rigtig medicin overfører den smarte pille information om den anden medicin, især når den blev indtaget, til en smartphone. Men det sender også fysiologiske data, inklusive hjerterytme og aktivitetsniveau.
6) Kropsvarme er gået dårligt: I samme retning er brandmænd i Australien begyndt at tage en lille kapsel for at beskytte dem mod at blive overvundet af varme. Sensorer i pillen kan tage deres kropstemperatur i realtid og videresende disse data til en smart telefon. Og det har ført til ændringer i brandmandernes arbejdsmønstre, inklusive hvor lang tid de udsættes for blæser.
Videobonus: Stadig ikke klar med nanomedicin? Her er en TED-tale om, hvordan det bruges til at bekæmpe kræft af Mark Davis, en førende ekspert på emnet og en kemikalieingeniør ved Californien Institut for Teknologi.
Mere fra Smithsonian.com;
Medicin bliver lille
Ny enhed kan måle massen af enkelt molekyle
