Aranyat a legtöbb ember leginkább ékszerben lát, pedig a nemesfémet nagyon sok területen használják, egyebek mellett az orvostudományban is. A nanoméretű aranyrészecskék segíthetnek az orvosi képalkotásban, a génterápia, a lokalizált gyógyszerhordozás területén, vagy nem invazív módszerekkel lehet a segítségükkel betegségeket diagnosztizálni az emberi szervezetben.

Illusztráció nanorészecskékről, amik a vérben szállítódnak - Fotó: AFP / KATERYNA KON / SCIENCE PHOTO LIBRA /

CSAK EGY MOLEKULÁRA KONCENTRÁLNAK, A TÖBBIT BÉKÉN HAGYJÁK

De mit is jelent ez pontosan? A nanoméretű aranyrészecskéket a kutatók arra használják, hogy megtalálják vele a különböző betegségeket, daganatokat az emberi szervezetben, vagy célzottan egy adott helyre szállítsanak a segítségükkel gyógyszer-hatóanyagokat. Az arany az emberi szervezetben viselkedhet biomarkerként, vagyis használatával nyomon követhető bizonyos hatóanyagok, molekulák mozgása az emberi szervezetben. Egy ilyen aranytartalmú szenzor megalkotásánák célja, hogy

olyan molekulát "ragasszanak" hozzá, ami csak egy bizonyos molekulacsoportot ismer fel, a többi környezőt pedig békén hagyja, ez a kulcs a betegségek felismerésénél és a gyógyításnál is.

Az aranytartalmú nanorészecskéknek rengeteg előnyük van, amik lehetővé teszik, hogy hatékonyan használják fel őket az orvostudományban. A nemesfémből változatos alakú nanorészecskéket lehet létrehozni, az anyag optikai és elektronikai tulajdonságai pedig ettől az alaktól, valamint a részecskék méretétől függenek. Az aranyrészecskék negatív töltéssel is rendelkeznek, ezért nagyon jól funkcionálhatók különböző biomolekulákkal, például fehérjékkel vagy antitestekkel, amiket aztán a szenzorok képesek a testen belül bárhová elvinni. Azért használhatók kifejezetten jól az orvostudományban, mert sajátos elektromos, mágneses és optikai tulajdonságokkal rendelkeznek.

Laborban előállított apró aranykristály - a nanorészecskék még ennél is sokkal kisebbek - Fotó: Wikimedia Commons / www.pse-mendelejew.de

MAGYAR KUTATÓNŐ AZ ÉLVONALBAN

Dr. Csapó Edit, a L'Oréal és az UNESCO A nőkért és a tudományért egyik díjazottja kutatócsoportjával már két éve vizsgálja az aranytartalmú bioszenzorok felhasználási lehetőségeit, és tíz éve foglalkozik nemesfémtartalmú nanoanyagokkal. "Jelenleg olyan aranytartalmú nanoszerkezetű anyagok fejlesztésén dolgozunk, amelyek esetében a cél, hogy szelektíven csak bizonyos molekulákat érzékeljenek és a jelen lévő egyéb molekulákra ne legyenek érzékenyek" - mondta a 24.hu-nak a kutató.

Ha ezek az emberi szervezetbe kerülnek, lehetővé válik, hogy a felületükre kötött gyógyszer- vagy egyéb molekulákat a célzott helyre szállítsák, ahol ezek felszabadulhatnak és kifejthetik hatásukat.

A módszerrel célzottan lehet különböző betegségek kórokozóit, tumorokat, más rendellenességeket vagy molekulacsoportokat megkeresni az emberi szervezetben, ahol aztán az arannyal együtt elszállított anyagok elkezdhetnek célzottan dolgozni. Ha például valakinek migrénje van, a szenzor képes lehet feltárni azt a területet, ami a fejfájást okozza, vagy a fájdalom helyére célzottan gyógyszert küldeni, ami gyorsabb és hatékonyabb fájdalomcsillapítást jelenthet.

RAGYOG, HA A CÉLHOZ ÉRKEZETT

Az arany felhasználásával készített szenzorok egy része a szegedi egyetem kutatócsoportjának fluoreszcens tulajdonságai miatt különösen érdekes: a mesterségesen előállított aranytartalmú anyagok az emberi testbe jutva elindulnak az útjukon, majd ha kapcsolatba lépnek a korábban kijelölt molekulával, az optikai tulajdonságuk megváltozik - vagy jobban világítanak, vagy kevésbé. Így nyomon lehet követni a szenzorok útját, és fel lehet fedezni különböző betegségeket okozó molekulák, vagy már meglévő rendellenes sejtek helyét. A szenzor ilyenkor jelzőanyagként is funkcionál.

Dr. Csapó Edit - Fotó: L'Oréal és az UNESCO - A nőkért és a tudományért

A gyakorlatban például már azzal kísérleteznek, hogy a bőrrákot ilyen aranytartalmú szenzorokkal gyógyítsák. A szenzor a hozzá kötött molekuláknak köszönhetően megtalálja a rákos szövetet, ezután pedig fénnyel, valamilyen hullámhosszú lézerrel gerjesztve hevülni kezd.

"Persze nem túl forróra, de 50 Celsius-fok körül már észreveszi az ember, és egy apró csípést érez" - magyarázta dr. Csapó Edit. "A részecskék pedig képesek a rákos sejtek membránját a melegnek köszönhetően kilyukasztani, amivel a sejtek elpusztulnak. Az egészséges sejtekhez viszont a szenzor molekulái nem kötődnek, nem rongálják őket, és nem okoznak égési sérüléseket."

DEPRESSZIÓ, ALZHEIMER ÉS PARKINSON A VIZSGÁLHATÓ BETEGSÉGEK KÖZÖTT

A szegedi kutatócsoport viszont nem a rákos megbetegedésekkel, hanem a triptofán (a húszféle alapvető fehérjealkotó aminosavak egyike) katabolizmusának fő útvonalával, a kinurenin útvonallal foglalkozik jelenleg. Ugyan ennek is kiemelt szerepe van a daganatok túlélésében, de olyan anyagok is létrejönnek közben, amelyek

összefüggésbe hozhatók a depresszió kialakulásával, illetve különféle neurodegeneratív megbetegedésekkel, mint amilyen az Alzheimer-, Parkinson-, vagy éppen a Huntington-kór is.

Ezek kialakulása és lefolyása sem teljesen egyértelmű még az orvostudomány számára, az arany felhasználásával készült szenzorok pedig segíthetnek, hogy a kóros elváltozásokat részletesebben, molekuláris szinten ismerjék meg a kutatók. Ezzel pedig hozzá járulnak ahhoz, hogy jobb és hatékonyabb terápiás eljárások születhessenek.

Az Alzheimer és a demencia pontos okaira is rájöhetnek az eljárással a kutatók - Fotó: Flickr / Kalvicio de las Nieves

"Nem feltétlenül az arany az, ami megváltást jelenthet, de mindenképpen ígéretes anyagnak bizonyul olyan szelektív optikai szenzorok fejlesztésében, amelyekkel például vérből, vagy egyéb testfolyadékból kinyert mintában a betegséget okozó molekulák és származékaik egyszerűen és gyorsan kimutathatóak legyenek" - mondta dr. Csapó Edit. "A szenzorok például a vércukorszint-emelkedés kimutatásában is hasznosak lehetnek."

MELLÉKHATÁSOK MÉG VANNAK, ÉS A KIÜRÜLÉS SINCS MEGOLDVA

Az alapkutatások egyelőre csak laboratóriumokban folynak, mesterségesen előállított anyagokkal, az emberes kísérletek még nagyon messze vannak. A szegedi tudósok azonban igyekeznek minél jobban modellezni az emberi szervezetkémiai környezetét, például a fiziológiás közeget, vagy a mesterségesen előállított agyvizet.

Az anyagi korlátokon kívül ennek az is oka, hogy az arany-nanoszenzoros eljárásoknál még több felvetülő problémára nem sikerült megoldást találni. Ilyen például az, hogy a módszernek milyen mellékhatásai vannak, és hogyan lehet ezeket kiiktatni, vagy az is, hogy

a szenzorokat, miután elvégezték dolgukat, hogyan lehet kijuttatni a szervezetből.

"Úgy lehet elképzelni a módszert, mint, tegyük fel, a kontrasztanyagnál: ez a vizelettel természetesen távozik a testből, valami hasonlóra lenne szükség a szenzoroknál is."

Talán furcsának (és kicsit ijesztőnek) tűnik, hogy ilyen apró nanoszenzorok ússzanak a vérünkben, de a jövő orvostudományának valószínűleg az ilyen eljárások lesznek az alapjai. Ezzel a módszerrel ugyanis elfelejthetjük a szájon át szedett gyógyszerek egyeduralmát, és beléphetünk a helyspecifikus, személyre szabottabb orvoslás világába, és azt is elérhetjük vele, hogy a különböző betegségeinket sokkal gyorsabban, hamarabb ismerjék fel az orvosaink, ami az olyan elváltozásoknál, mint például a rák, akár életet is menthet.

Nagy Nikoletta korábbi cikkei


❤ ÉRTÉKELD A MUNKÁNKAT EGY LÁJKKAL, ÉS OSZD MEG MÁSOKKAL IS! KÖSZÖNJÜK!