Νανοσωματίδια με τη βοήθεια μαγνητικών πεδίων μπορούν να μεταφέρουν θεραπείες στα όργανα

Πηγή: ScienceDaily, 8 Ιανουαρίου 2008

Επιστήμονες έχουν χρησιμοποιήσει μαγνητικά πεδία και μικροσκοπικά σωματίδια καλυμμένα με σίδηρο για να οδηγήσουν υγιή κύτταρα σε στοχοθετημένες περιοχές σε άρρωστα αγγεία. Η έρευνα, που έγινε με αρουραίους, μπορεί να οδηγήσει σε μια νέα μέθοδο ώστε να μεταφερθούν κύτταρα και γονίδια για να θεραπεύσουν τραυματισμένα ή άρρωστα όργανα στους ανθρώπους.

Η ομάδα που μελετά το θέμα, και που καθοδηγείται από το Robert Levy καθηγητή της παιδιατρικής καρδιολογίας στο Νοσοκομείο Παίδων της Φιλαδέλφειας, φόρτωσε ενδοθηλιακά κύτταρα, επίπεδα κύτταρα που χωρούν στο εσωτερικό των αγγείων, μαζί με νανοσωματίδια (μικροσκοπικές σφαίρες διαμέτρου μερικών νανομέτρων) οξειδίου του σιδήρου.

Χρησιμοποιώντας ένα εξωτερικό, ομοιογενές μαγνητικό πεδίο, η ομάδα του Levy κατεύθυνε τα ενδοθηλιακά κύτταρα προς χαλύβδινα stents, που οι γιατροί είχαν βάλει μέσα στις αρτηρίες των καρωτίδων σε αρουραίους. Το ομοιογενές μαγνητικό πεδίο δημιούργησε "μαγνητικές βαθμίδες," τοπικές περιοχές υψηλής μαγνητικής έντασης, που μαγνήτισαν και τα νανοσωματίδια και τα stents, αυξάνοντας κατά συνέπεια την έλξη μεταξύ των σωματιδίων και του στόχου τους.

"Είναι μια νέα στρατηγική για να στείλουμε κύτταρα σε ειδικούς στόχους στο σώμα," λέει ο Levy, που προσθέτει ότι οι προηγούμενοι ερευνητές είχαν ακολουθήσει άλλες, λιγότερο επιτυχείς προσεγγίσεις για να εισαγάγουν τα ενδοθηλιακά κύτταρα στα άρρωστα αγγεία, στο αναπτυσσόμενο ιατρικό πεδίο της θεραπείας με κύτταρα.

Η ομάδα του Levy δημιούργησε νανοσωματίδια, διαμέτρου περίπου 290 nm φτιαγμένα από ένα βιοδιασπάσιμο πολυμερές σώμα (το πολυλακτικό οξύ), που τα ένωσε με οξείδιο του σιδήρου. Τα ερυθρά κύτταρα του αίματος είναι 10 έως 100 φορές μεγαλύτερα από τα νανοσωματίδια.

Οι ερευνητές φόρτωσαν τα νανοσωματίδια στα ενδοθηλιακά κύτταρα, τα οποία ήταν γενετικά τροποποιημένα για να παραγάγουν ένα συγκεκριμένο χρώμα που θα μπορούσε να ανιχνευθεί από ένα σύστημα απεικόνισης, ενώ τα ζώα θα ήταν ζωντανά. Αφού έβαλαν τα ανοξείδωτα stents στις καρωτιδικές αρτηρίες των αρουραίων, η ομάδα του Levy χρησιμοποίησε μαγνητικά πεδία για να οδηγήσει τα κύτταρα στα stents.

Οι ασθενείς που έχουν βουλωμένες τις αρτηρίες τους βάζουν συνήθως μέσα σε αυτές μεταλλικά stents για να βελτιώσουν τη ροή του αίματος, γιατί έτσι διευρύνονται τα βουλωμένα αγγεία αλλά και παραδίδονται ειδικά φάρμακα. Εντούτοις, πολλά stents αποτυγχάνουν όσο περνά ο χρόνος καθώς τα λεία μυϊκά κύτταρα συσσωρεύονται υπερβολικά στις επιφάνειές τους και δημιουργούν έτσι νέα εμπόδια στη ροή του αίματος. Ένας στόχος της θεραπείας με κύτταρα είναι να εισαχθούν νέα ενδοθηλειακά κύτταρα για να ξανακάνουν το stents να έχει μια ομαλή επιφάνεια.

Οι μελλοντικές μελέτες, προσθέτει ο Levy, θα χρησιμοποιήσουν επίσης κύτταρα που θα προέρχονται από το ίδιο το ζώο, για να αποφύγουν έτσι πιθανά προβλήματα απόρριψης τους από τον οργανισμό του πάσχοντος.

Το σύστημα αυτό λέει ο Levy μπορεί επίσης να εφαρμοστεί και σε άλλες περιοχές, όπου οι γιατροί εμφυτεύουν stents για να διανείμουν φάρμακα, όπως ο οισοφάγος, οι χοληφόροι σωλήνες και οι πνεύμονες. Μια άλλη πιθανή χρήση μπορεί να είναι στις ορθοπεδικές διαδικασίες, στις οποίες οι χειρούργοι εμφυτεύουν καρφιά από χάλυβα για να σταθεροποιήσουν τα σπασμένα κόκαλα, ή χαλύβδινες βίδες για να διορθώσουν τις νωτιαίες ανωμαλίες. Σε τέτοιες περιπτώσεις, μαγνητισμένα νανοσωματίδια μπορούν να διανείμουν στο κατάλληλο σημείο οστικά εμβρυϊκά κύτταρα για να ενισχύσει τις οστεώδεις δομές.