Наночастицы для медицины
Новые способы сверхранней диагностики рака и защиты зубной ткани от кариеса
Раковые опухоли всегда рождаются из крошечных очагов, состоящих изочень небольшого числа клеток, претерпевших злокачественноеперерождение. Такие очаги невозможно разглядеть с помощью рентгена,ультразвукового сканирования или магнитно-резонансной томографии. Однако ситуация не безнадежна. Раковые клетки синтезируют специфическиебелки, которые отсутствуют в нормальных клетках тех же органов. Этипротеины секретируются в кровь и циркулируют по кровяному руслу –правда, в очень малых количествах. В последние годы было создано немалоэкспериментальных методик, позволяющих выявлять опухолевые белки насамой ранней стадии заболевания. В массовую медицину они пока не вошли,однако онкологи предсказывают им большое будущее.Чтобы отловитьаномальные биомолекулы, их надо связать с какими-то сенсорами,способными сообщить регистрирующей аппаратуре о факте этой поимке. Дляэтого хорошо подходят специально выращенные антитела, обладающиеизбирательным химическим сродством к тому или иному опухолевому белку.Их можно дополнительно нагружать молекулами флуоресцирующих пигментов,которые активируются после того, как антитело связывается с белком.Когда это происходит, антитела делаются источниками слабого свечения,которое можно обнаружить с помощью фотоприемников. Такие методы охотыза свободно циркулирующими раковыми белками совершенствуются уженесколько лет. Теперь ученые из Станфордского университета во главе спрофессором материаловедческих и электротехнических технологий ШеномВангом предложили другую версию этого метода, которая основана не наоптической, а на магнитной регистрации антител с раковыми белками. Онипомечают антитела наночастицами, изготовленными из высокомагнитныхматериалов. При соединении с белком антитело перестраивает своюпространственную структуру, что сказывается на конфигрурации егомагнитного поля. Такие изменения можно заметить с помощью прецезионныхдатчиков магнитного поля, основанных на эффекте гигантскогомагнитосопротивления. Согласно отчету из лаборатории Ванга,опубликованному в Proceedings of the National Academy of Sciences,чувствительность этого метода примерно в сто раз превышаетчувствительность флуоресцентной регистрации. Это означает, что новаятехнология позволяет выявлять раковые белки в куда меньшихконцентрациях. Профессор Ванг также полагает, что магнитные детекторыраковых клеток в массовом производстве окажутся намного дешевлеоптических. Еще одна методика использования нанотехнологий - зубная полировка против бактерий. Устраняя мельчайшиенеровности поверхности зубов, можно успешно предотвращать гниениезубной ткани. Сотрудники Кларксоновского университета в штате Нью-Йоркпредложили новый метод профилактики кариеса. Это более чем массовоезаболевание возникает в результате жизнедеятельности некоторыхбактерий, которые всегда присутствуют в налете на поверхности зубов. Под действием этих микроорганизмов происходит распад сахара иобразуется кислота, которая растворяет кальций, входящий в составзубной эмали. При этом ответственные за кариес микробы (обычно изгруппы стрептококков) лучше всего гнездятся в неровностях зубнойповерхности. Профессор физики Игорь Соколов и его аспирант Рави Гаиквадрешили затруднить зловредным обитателям ротовой полости проживание назубной поверхности. Они разработали технику сверхтонкой полировки зубовс помощью жидких взвесей кварцевых наночастиц, которые применяются дляаналогичных целей в полупроводниковой индустрии. Оказалось, что такаяобработка позволяет идеально загладить зубную поверхность, убрав всенеровности размером более нескольких нанометров. В результате эмальстановится настолько «скользкой», что бактерии перестают на нейудерживаться и легко удаляются с помощью банального промывания обычнойводой. Это сообщение опубликовал Journal of Dental Research. ПрофессорСоколов рассказал Русской службе «Голоса Америки», что своиэксперименты он проводил на удаленных у детей молочных зубах. Онотметил, что в принципе таким же способом можно обрабатывать зубы инепосредственно во рту. Стоматологи занимаются этим уже давно, однакоих методы не позволяют полировать эмаль до нужной степени гладкости.