Oddělení skutečnosti od domněnek
Představte si materiál tak malý, že měří jen jednu miliardtinu metru. A teď si ho představte uvnitř lidského těla. Vítejte ve fascinujícím světě nanomedicíny.
Díky neuvěřitelnému pokroku v oblasti nanotechnologií se nanomedicína stala klíčovým nástrojem při diagnostice nemocí, cíleném podávání léků a samotné léčbě. Zvlášť důležitou roli hraje například v boji proti rakovině.
Nanomedicína je dnes považována za jeden z nejvýznamnějších vědních oborů 21. století. Ale na čem vlastně stojí? A jak se tyto léčebné metody používají v praxi?
Čtěte dál a zjistěte, jaké jsou nejnovější výzkumné trendy v oblasti nanoléčby.
Nanotechnologie je obor, který se zabývá strukturami menšími než 100 nanometrů. Jinými slovy – jde o velikosti menší než jedna stotina miliontiny milimetru nebo jedna miliardtina metru.
Abychom si tu nepředstavitelně malou škálu lépe představili: průměr jednoho řetězce lidské DNA je asi 2,5 nanometru. Pro srovnání – běžný list papíru je silný přibližně 100 000 nanometrů.
Přestože samotný pojem nanotechnologie byl poprvé zmíněn už v roce 1959, nanomedicína se jako moderní a rozvíjející se vědní obor začala formovat až na počátku 90. let.
Dnes, jako jeden z klíčových oborů 21. století, si nanomedicína klade za hlavní cíl léčit nemoci přímo zevnitř těla – na buněčné nebo molekulární úrovni.
Nanomedicína nabízí klíčové využití v diagnostice nemocí, podávání léků a léčbě.
Nanomedicína zasahuje i do dalších oblastí – například vývoje vakcín, diagnostiky bakteriálních infekcí, zobrazovacích metod, nositelných zařízení, implantátů nebo testovacích platforem pro rychlý screening.
Vývoj nanoléčiv určených pro léčebné nebo diagnostické účely postupuje velmi rychle. Kde se tedy nanomedicína v lékařství nejčastěji využívá?
V onkologii se nanomateriály hojně využívají ke zlepšení účinků radioterapie – a to díky svým jedinečným fyzikálním a chemickým vlastnostem.
Nanomedicína představuje účinnou strategii, jak vyvolat zničení nádorových buněk, včetně těch, které jsou rezistentní vůči tradiční léčbě, a to přímým zacílením na buněčné a molekulární dráhy řídící buněčnou smrt.
Podobně nanomedicína přináší revoluci i do imunoterapie rakoviny – pomáhá překonávat biologické bariéry díky cílenému doručování antigenů. Antigen je toxin nebo jiná cizorodá látka, která v těle vyvolává imunitní reakci, zejména tvorbu protilátek.
Nanotechnologie se uplatňuje i v terapiích na bázi nukleových kyselin – tedy v léčbách, které působí přímo uvnitř buněk a ovlivňují genovou expresi, tedy jakousi genetickou „kuchyňku“ nemocí. Výsledkem může být změna tvorby bílkovin a v některých případech i samotného průběhu onemocnění.
Nanomedicína se používá k pooperační léčbě bolesti. Nanočásticové nosiče léčiv aplikované v malých analgetických dávkách vykazují lepší účinnost a poskytují dlouhodobější úlevu od příznaků bolesti.
Fototermální terapie je metoda ničení nádorových buněk pomocí elektromagnetického záření. Jedná se o slibnou techniku, která využívá fototermální materiály, jako jsou organická barviva nebo nanočástice, k přeměně světelné energie na teplo. Toto teplo může selektivně ničit rakovinné buňky.
Teranostika spojuje zobrazování pomocí radionuklidů a ozařování – díky tomu dokáže najít rakovinné buňky kdekoli v těle a přesně na ně zacílit léčebné záření. Aby bylo doručení léčby co nejefektivnější, teranostické nanočástice bývají „naložené“ léčivými látkami, například protinádorovými léky.
Využití nanočástic v klinické praxi při diagnostice a léčbě rakoviny a dalších nemocí zahrnuje i tzv. nanoroboty – miniaturní zařízení, která mohou v těle cíleně doručovat léčiva nebo vyhledávat nemocné buňky.
Nanoroboti, revoluční nástroj v boji proti nemocem, jsou malé stroje, které plní velmi specifickou funkci a jsou široké pouhých 50-100 nanometrů.
Mnoho nanobotů je vyrobeno z kombinace organických a neorganických materiálů. Porézní silikon a kyslík jsou díky svým vlastnostem dva nejčastěji používané materiály.
Nanoroboti reagují na ultrafialové světlo, elektrická pole a nově i na vlnové délky blízké infračervenému záření, což chirurgům umožňuje jejich ovládání.
Tyto miniaturní technologické zázraky lze navíc řídit krevním řečištěm pomocí bakterií připojených k jejich povrchu.
Nanoroboti jsou flexibilní a odolní. Jejich povrch nese různé komponenty se specifickými funkcemi pro podávání léčiv.
V boji proti rakovině jsou nanoroboti konstruováni tak, aby obsahovali skrytou zbraň – takzvané receptory smrti. Ty se aktivují pouze v prostředí, které se nachází v pevném nádoru a jeho okolí, a šetří tak zdravé buňky.
Nanomedicína zlepšuje krevní testy díky vývoji vysoce citlivých a přesných nanozařízení a biosenzorů, které umožňují včasné a přesné odhalení nemocí. Fungují na principu analýzy biomarkerů v krevních vzorcích – tedy látek, které signalizují přítomnost onemocnění.
Během pandemie byly lipidové nanočástice použity jako nosiče léků pro mRNA vakcíny COVID-19 vyvinuté společnostmi Pfizer-BioNtech a Moderna.
Nanostruktury nacházejí uplatnění v různých oblastech, včetně nanomedicíny. Příkladem může být uhlíková nanotrubice, která slouží jako „lešení“ pro růst kostních buněk.
Vědci také pracují na vývoji nanostruktur, které by v budoucnu mohly lékařům umožnit „vypěstovat“ lidské orgány přímo v těle pacienta – a obejít se tak bez transplantací.
Nejprve by tento proces vyžadoval vytvoření biodegradabilní (rozložitelné) formy, která by sloužila jako opora pro růst orgánu – například ledviny. Jakmile by se v nové tkáni vytvořil cévní systém, forma by se postupně sama rozložila.
V blízké budoucnosti by nám nanotechnologie – a tím i nanomedicína – mohla umožnit individuálně přizpůsobenou léčbu šitou na míru každému z nás.
Ve skutečnosti už vznik celé řady nanoléčiv ukázal jejich obrovský potenciál v diagnostice i léčbě nemocí – natolik, že v budoucnu pravděpodobně nahradí některé tradiční metody a postupy.
Mezitím vědci a lékaři dál pokračují ve výzkumu a vývoji této průlomové a fascinující oblasti medicíny založené na nanotechnologiích.
Zdroje: (ScienceDirect) (Forbes) (AZoNano) (National Institutes of Health) (Nature) (Karolinska Institutet) (National Nanotechnology Initiative)
Revoluce ve zdravotnictví: Jak nanotechnologie mění svět medicíny
Nanomedicína a její různá využití
HEALTH Medicína
Představte si materiál tak malý, že měří jen jednu miliardtinu metru. A teď si ho představte uvnitř lidského těla. Vítejte ve fascinujícím světě nanomedicíny.
Díky neuvěřitelnému pokroku v oblasti nanotechnologií se nanomedicína stala klíčovým nástrojem při diagnostice nemocí, cíleném podávání léků a samotné léčbě. Zvlášť důležitou roli hraje například v boji proti rakovině.
Nanomedicína je dnes považována za jeden z nejvýznamnějších vědních oborů 21. století. Ale na čem vlastně stojí? A jak se tyto léčebné metody používají v praxi?
Čtěte dál a zjistěte, jaké jsou nejnovější výzkumné trendy v oblasti nanoléčby.