Vědci z univerzity v San Diegu zkonstruovali miniaturní zařízení, které pohánějí nanomotory. Tyto takzvané nanoponorky jsou pak schopny přepravit lék přímo na potřebná místa v trávicím traktu. Vědci zatím tuto metodu aplikace zkoušeli pouze na myších, avšak událost je vnímaná jako významný krok k dalšímu uplatnění nanomotorů.

Mikroskopické ponorky, které operují v lidském organismu, zatím byly k vidění jen ve sci-fi; pamětníci si možná vzpomenou na kdysi kultovní film Fantastická cesta (Fantastic Voyage, 1966) s Raquel Welchovou nebo na Vnitřní vesmír (Innerspace, 1987) s Meg Ryanovou a Dennisem Quaidem.

Nanoinženýři z University of California San Diego nyní udělali první velký krok k realizaci této vize: zkonstruovali miniaturní jednotky poháněné nanomotory, které dopravují léky přímo na nemocná místa trávicího traktu. Zabrání se tak rozkladu léku působením žaludečních šťáv a eliminují vedlejší účinky dosavadních terapeutických metod.

Menší než polovina průměru vlasu

Zjištění, že za žaludeční vředy a další nemoci trávicího traktu může bakterie Helicobacter pylori, způsobilo v 90. letech minulého století revoluci v léčbě obávaných žaludečních a dvanácterníkových vředů. Tento mikroorganismus je dokonce podezřelý z účasti na nádorových onemocněních, ischemické chorobě a dalších závažných onemocněních.

Zatímco do té doby byla medicína vůči vředovým onemocněním trávicího ústrojí poněkud bezradná, od té doby se s nimi začala účinně vypořádávat prostřednictvím antibiotik. To ale jsou složité látky, jimž žaludeční kyseliny příliš nesvědčí. Bylo tedy nutné zvyšovat dávky nebo přidávat do léků složky neutralizující kyselost, což obojí mohlo mít při dlouhodobé léčbě závažné vedlejší účinky.

Vědci z Univerzity v San Diegu se proto rozhodli realizovat myšlenku z Fantastické cesty. Nezmenšili sice celou výzkumnou ponorku i s posádkou, ale sestrojili zařízení velké jako polovina průměru lidského vlasu, které je schopné antibiotika dopravit až k postižené tkáni. Teprve tam zneutralizuje okolní kyselinu a svůj chráněný náklad vyloží.

"Jde o novou revoluční metodu, jak léčit žaludeční vředy a další choroby trávicího ústrojí i pomocí léků citlivých na kyselé prostředí," uvedl vedoucí vědeckého týmu Joseph Wang.

Reaktivní pohon v žaludku

Každá z těchto nanoponorek je tvořená hořčíkovou kuličkou s potahem kysličníku titanu, který ji chrání proti vlivům nepřátelského prostředí v oceánu z trávicích šťáv. Součástí vnější vrstvy je také polymer chitosan, jehož kladný elektrický náboj zabraňuje, aby se "stroj" zabodl do žaludeční stěny. Užitečným nákladem je antibiotikum clarithromycin.

Motory nepotřebují palivo ani akumulátory, protože energii si berou přímo z kyselin v žaludku. Hořčíkový povrch nanokapsle s kyselinou reaguje a vzniká proud bublinek vodíku, který ji na reaktivním principu žene vpřed - a "stroj" tak v žaludku krouží.

Touto reakcí se současně snižuje kyselost, a když dosáhne přijatelné úrovně, kapsle uvolní lék. Na běžnou úroveň se kyselost vrátí 24 hodin po aplikaci a pak se v žaludečních kyselinách kapsle rozpustí, aniž by zůstala škodlivá rezidua.

Metodu vědci zatím s úspěchem vyzkoušeli na myších, kterým kapsle podávali ústy. V další fázi budou experimenty provádět ve větším měřítku, aby bylo možné výsledky statisticky vyhodnocovat. Mají také v úmyslu testovat jiné kombinace léků a látek tvořících povrch nanokapslí. Odborníci považují tuto metodu za první významný krok k uplatnění nanomotorů při neinvazivní léčbě celé řady dalších nemocí.

Autor: Jan A. Novák
Zdroj: ihned.cz