Znajdź zawartość

Choć nanotechnologia jest jedną z najmłodszych dziedzin nauki, już dziś widać doskonale jej ogromny potencjał. Stopniowo znajduje ona coraz więcej zastosowań także w badaniach z zakresu medycyny, czego doskonałym przykładem są srebrne nanocząsteczki o działaniu przeciwzakrzepowym, opracowane przez naukowców z uniwersytetu Banaras Hindu w indyjskim mieście Balapur. Wytworzenie zakrzepu, czyli złogu komórek powstającego w naczyniach krwionośnych pod wpływem niepożądanej aktywacji układu krzepnięcia krwi, może być stanem bezpośredniego zagrożenia życia. Istnieją co prawda leki ograniczające ryzyko tego patologicznego stanu, lecz ich skuteczność bywa niewystarczająca, a dodatkowo zwiększają one ryzyko samoistnego wystąpienia krwawień. Naukowcy z Indii liczą, że stworzone przez nich nanocząsteczki, swoją średnicą nieprzekraczające 1/50000 średnicy ludzkiego włosa, mogą pomóc rozwiązać ten niezwykle istotny problem. Badania nad nowym wynalazkiem przeprowadzono w warunkach laboratoryjnych, a następnie na myszach. Z ostatniej serii testów wynika, że podanie innowacyjnego środka pozwala na obniżenie prawdopodobieństwa powstawania zakrzepów aż o 40%. Nie stwierdzono przy tym poważnych działań niepożądanych leku. Szczegółowa analiza wykazała, że działanie nanocząsteczek jest możliwe dzięki wnikaniu do wnętrza płytek krwi i blokowania tzw. ziarnistości, czyli pęcherzyków przechowujących składniki potrzebne do przeprowadzenia procesu krzepnięcia. Co więcej, drobiny zawieszone we krwi utrudniają komórkom wchodzenie w kontakt, co dodatkowo chroni przed powstaniem zakrzepu. Autorzy wynalazku podkreślają, że może on okazać się niezwykle przydatny w medycynie. Połączenie zdolności do blokowania aktywności płytek krwi oraz znanych od dawna właściwości antybakteryjnych sprawia, że srebro może stanowić idealną powłokę np. dla stentów, czyli implantów utrzymujących drożność naczyń krwionośnych. Zanim będzie to jednak możliwe, konieczne będzie przeprowadzenie testów oceniających bezpieczeństwo i skuteczność takiego rozwiązania.

Seria modyfikacji genetycznych pozwoliła na uzyskanie nowej formy czynnika VIII - białka, którego niedostateczne wytwarzanie jest odpowiedzialne za rozwój hemofilii typu I. "Poprawione" białko wykazuje szereg cech, dzięki którym może ono stać się lekiem znacznie skuteczniejszym od stosowanego dotychczas odpowiednika identycznego z naturalnym. Obecnie najczęściej stosowanym lekiem przeciwko hemofilii typu I jest tzw. rekombinowany (wytwarzany in vitro dzięki metodom inżynierii genetycznej) czynnik VIII, lecz nawet on, pomimo idealnej zgodności z naturalnym odpowiednikiem, ma swoje wady. U jednej czwartej leczonych nim pacjentów dochodzi do poważnych reakcji immunologicznych, zaś nawet w przypadku powodzenia terapii jest ona niezmiernie droga. Czynnik VIII jest jedną z protein uczestniczących w tzw. kaskadzie krzepnięcia. Jest to grupa białek, które reagują na uszkodzenie tkanki i uruchamiają biochemiczną "reakcję łańcuchową", której efektem jest powstanie skrzepu zapobiegającego ucieczce krwi z naczyń. U osób z hemofilią typu I czynnik VIII jest wytwarzany w zbyt małej ilości lub nie powstaje on w ogóle, przez co dochodzi u nich do masywnych, często także samoistnych krwawień. Badana proteina zawiera aż 2300 ułożonych w łańcuch podjednostek, zwanych aminokwasami. Są one podzielone na tzw. domeny, czyli ugrupowania pełniące poszczególne funkcje charakterystyczne dla danej proteiny. Jak się okazało, dla ulepszenia terapeutycznych właściwości transgenicznego czynnika VIII kluczowe są aminokwasy leżące nie w samych domenach, lecz w miejscach połączenia pomiędzy nimi. Naszym celem jest poprawienie natury dzięki uzyskaniu wzbogaconego czynnika VIII, który byłby lepszy od proteiny obecnej w organizmach zdrowych osobników - ujawnia ambitne cele eksperymentów dr Philip Fay z Centrum Medycznego Uniwersytetu Rochester, jeden z autorów nowej technologii. Badacz wyjaśnia przy tym specyfikę eksperymentu: bardziej aktywne formy [czynnika VIII] nie zdarzają się w naturze, gdyż powinny - teoretycznie - powodować nadmierne krzepnięcie krwi, blokowanie naczyń i ataku serca u osób, które byłyby bez tego zdrowe. U pacjentów z hemofilią jednak, zwiększona krzepliwość jest pożądana. Mimo to, staraliśmy się ingerować w strukturę białka tak delikatnie, jak to możliwe, ponieważ reakcja systemu odpornościowego jest tym bardziej prawdopodobna, im większe są zmiany. Przeprowadzony eksperyment wykazał, że wystarczy zamienić zaledwie trzy aminokwasy w całej strukturze czynnika VIII, by uzyskać niebagatelną poprawę jego właściwości. Opisywane modyfikacje pozwoliły na zwiększenie stabilności termicznej białka o 200 procent oraz oporności na czynniki chemiczne o 30 procent. Co więcej, obniżono - i to aż o ośmiokrotnie - prawdopodobieństwo niekontrolowanego rozpadu cząsteczki podczas modyfikacji związanych z aktywacją kaskady krzepnięcia. Łącznie opisywane "poprawki" pozwoliły na zwiększenie aż o 220% poziomu wytwarzania trombiny - jednego z ostatnich elementów kaskady krzepnięcia. Zdaniem dr. Faya podobne badania pozwolą na znaczne obniżenie kosztów leczenia hemofilii typu I oraz poprawę komfortu życia cierpiących na nią pacjentów. Bez wątpienia zespół z Rochester będzie więc szukał partnera biznesowego, który pomoże wprowadzić nową formę terapeutycznego białka na rynek.