Znajdź zawartość

Badacze z Uniwersytetu w Leeds opracowują nową metodę dostarczania leków przeciwnowotworowych za pomocą pęcherzyków gazu i fal dźwiękowych. Dzięki temu można by ograniczyć toksyczność, podając niewielkie dawki medykamentu bezpośrednio do guza. W projekcie uczestniczą inżynierowie, fizycy, chemicy i onkolodzy. By sfalsyfikować sam pomysł, podczas wstępnych badań akademicy wykorzystają istniejące chemioterapeutyki. Dopiero potem mechanizm zostanie ewentualnie zaadaptowany do nowych leków przeciwko rakowi jelita grubego, które opracowuje się w Leeds. Wypełnione gazem pęcherzyki o średnicy zaledwie 1/1000 mm wykorzystuje się w medycynie już teraz do uzyskiwania bardziej klarownego obrazu ultrasonograficznego. Kiedy się je bowiem wstrzyknie do krwioobiegu, odbijają sygnał ultradźwiękowy silniej od otaczającej tkanki. Ponieważ niektóre rodzaje fal rozbijają pęcherzyki, Brytyjczycy postanowili zaprząc to zjawisko do walki z nowotworami. Mikropęcherzyki będą tworzyć kompleksy z lekiem i przeciwciałami. Akademicy polegają na zjawisku "przyciągania" tych ostatnich przez guz, by doprowadzić do gromadzenia bąbelków wokół nowotworu. Wtedy wystarczy zastosować odpowiednią częstotliwość ultradźwięku, by wydzieliła się niewielka, lecz skuteczna dawka leku. Co ważne, ultradźwięki czasowo przerywają błony komórkowe, ułatwiając wnikanie specyfiku dokładnie tam, gdzie jest to najbardziej potrzebne. Szef zespołu prof. Stephen Evans uważa, że możliwości techniczne i wiedza jego współpracowników dają duże nadzieje na przełom. By technika była użyteczną klinicznie i komercyjnie opcją, nie tylko musimy znaleźć niezawodny sposób dołączania leków i przeciwciał, ale także wytwarzania wystarczającej ich liczby, rozmiarów itp. Fale ultradźwiękowe powodują, że bąbelki rezonują, wibrują i ostatecznie pękają. Zmieniając sposób, w jaki kodujemy sygnał wzbudzenia elektrycznego, możemy zobrazować i zweryfikować, ile pęcherzyków znajduje się na miejscu i przed rozbiciem upewnić się, że aplikujemy właściwą dawkę leku. Oznacza to, że za pomocą ultradźwięku potrafimy nie tylko wykryć oraz zobaczyć mikrobąble, ale i zniszczyć je, dostarczając medykament w kontrolowany sposób – opowiada dr Steven Freear, który odpowiada za inżynierską stronę projektu. Bąbelki to osłonki lipidowe wypełnione ciężkim perfluorowanym węglowodorem. Oznacza to, że nie ulegną one łatwemu rozpuszczeniu w układzie krążenia, zanim nie dotrą w bezpośrednie okolice guza. Brytyjczycy chcieliby opracować aparaturę do wytwarzania bąbelków na skalę przemysłową. Obecne metody angażują wstrząsanie cieczy, by uzyskać pęcherzyki, z których większość nie ma właściwych rozmiarów, a więc i zbyt dużej wartości klinicznej. Taka technika jest dobra w przypadku bąbelków stosowanych w obrazowaniu, gdzie składniki są tanie, lecz gdy zaczyna się używać drogich leków i przeciwciał, staje się nieprzydatna. Dysponujemy prototypowymi maszynami, nad którymi pracujemy i mamy nadzieję, że realizując projekt, zbliżymy się do ich komercjalizacji – podsumowuje Evans. Początkowo naukowcy będą pracować na hodowlach komórkowych i modelu mysim. Jeśli wszystko się uda, poszukają dalszych źródeł finansowania i rozpoczną testy kliniczne.

Bąbelki w szampanie to nie zwykły efekt podwójnej fermentacji czy coś, co stanowi o "urodzie" tego alkoholu. Naukowcy wykazali, że tworzą one mgiełkę – aerozol – dzięki której zapach unosi się z dna naczynia wprost do nosa pijącego (Proceedings of the National Academy of Sciences). Podoba mi się pomysł, że podczas smakowania szampana taki wspaniały i subtelny mechanizm działa tuż pod naszym nosem. W każdym kieliszku tego trunku jest tyle samo pożywki dla umysłu, co przyjemności dla zmysłów – przekonuje prof. Gerard Liger-Belair z Université de Reims Champagne-Ardenne. By wytypować i zbadać związki chemiczne szampana, win musujących, bąbelków i mgiełki, Francuzi i Niemcy posłużyli się wysokorozdzielczą spektrometrią masową (ang. high-resolution mass spectrometry). Okazało się, że pewne substancje, które odpowiadają za aromat owoców, drożdży, a nawet szafranu, zostają schwytane przez bąbelki i unoszą się na powierzchnię w większych stężeniach niż te stwierdzane w samym napoju. Liger-Belair porównuje to zjawisko do banieczek pękających na powierzchni morza lub oceanu, przez co w powietrzu unosi się specyficzna woń wody, wilgoci i wodorostów. Czy oznacza to, że szampan lepiej pachnie, niż smakuje? Liger-Belair mówi, że to pociągające wyjaśnienie, ale zarówno on, jak i jego kolega Philippe Schmitt-Kopplin są chemikami, więc jako laicy woleliby nie zajmować rozstrzygającego stanowiska w tej sprawie.

Mikser kuchenny tak nam już spowszedniał, że nie kojarzy się z żadnymi szczególnymi dokonaniami. To jednak za jego pomocą grupa amerykańskich studentów uzyskała miniaturowe bąbelki, które utrzymują się przez rok. Dzięki nim będzie można m.in. poprawić konsystencję lodów (Science). Emilie Dressaire i zespół studiują inżynierię na Uniwersytecie Harvarda. Przed trzema laty zainspirowała ich rozmowa z chemikiem dr. Rodneyem Bee, podczas której naukowiec poszukujący sposobu na uzyskanie lepszej tekstury lodów light zaprezentował prosty eksperyment z mikserem. Udało mu się uzyskać mikrobąbelki, które nie pękały pod wpływem napięcia powierzchniowego. Ich średnica oscylowała wokół 1 mikrometra, a powierzchnię pokrywały maleńkie sześciokąty. Z góry całość przypominała piłkę futbolową. Wyniki doktora Bee zachwyciły opiekuna harvardzkiego laboratorium, profesora Howarda Stone'a, który kupił studentom mikser. Tak zaczęła się ich przygoda z bąbelkami. Ekipa przez dwie godziny napowietrzała lepki syrop glukozowy z dodatkiem stearynianu sacharozy i wody. Wszystko odbywało się w temperaturze pokojowej. Otrzymano pianę o strukturze krystalicznej, która zabezpieczała pęcherzyki przed pęknięciem. Stearynian sacharozy stał się dla bąbelków zbroją. W takim stanie mogły one przetrwać nawet przez rok. Dressaire widzi wiele zastosowań dla technologii swojego zespołu. I nie chodzi tu wyłącznie o produkty spożywcze, ale także o artykuły kosmetyczne, np. pianki do golenia, czy kontrasty stosowane w czasie badania USG. Wytrzymałe bąbelki mogłyby też zastąpić cząsteczki tłuszczu w pokarmach, m.in. lodach. A to naprawdę dobry sposób na obniżenie ich kaloryczności.