Tikiuosi, kad dalelės, kurias sukuriame laboratorijoje, gali pradėti derėti su akustinėmis, vaizdo ir terapijos technologijomis, kurios yra klinikinio režimo dalis.
Andrew Goodwin
Garsas sukuria fizines bangas, judančias oru, skystais ir kietais objektais. Goodwinas sakė, kad garsai, kuriuos girdime, iš esmės yra maži svyruojančio slėgio paketai, judantys per mus supančią erdvę. „Kai aukšto ir žemo slėgio paketas stumia jūsų ausies būgnelį, dėl slėgio jis vibruoja, o šias vibracijas interpretuoja jūsų smegenys“, – sakė jis.
Ultragarso vaizdavimas, kaip ir nėščioms moterims, naudoja šį principą, kad vizualizuotų, kas yra kūno viduje. Jis siunčia garso bangas į kūną, o toms garso bangoms atsimušant į vidaus organus ir audinius, aidai paverčiami tiesioginiais vaizdais ir vaizdo įrašais.
Gydytojai taip pat kartais naudoja ultragarsą vėžiui gydyti. Ultragarso bangos gali sunaikinti naviko ląsteles ir audinius, tačiau garso bangos yra pakankamai stiprios, kad pažeistų sveikus audinius ir sutrikdytų kraujagysles. Jie taip pat gali padidinti vėžio plitimo arba metastazių atsiradimo į kitą kūno dalį riziką.
Norėdami išspręsti šią problemą, Goodwinas ir jo tyrimų grupė sukūrė mikroskopinių dalelių tipą, kuris vibruoja ir pulsuoja reaguodamas į garso bangas. Aukšto dažnio ultragarso bangos priverčia daleles taip greitai vibruoti, kad jos išgarina jas supantį vandenį, sukurdamos mažyčius burbuliukus – procesas vadinamas kavitacija. Šios dalelės, kurių skersmuo yra apie 100 nanometrų, yra pagamintos iš silicio dioksido ir padengtos riebalų molekulių sluoksniu.
Naujajame tyrime mokslininkai įtraukė šias daleles į 2D ir 3D naviko audinio kultūras. Kai jie taikė ultragarsą, dalelės pakeitė 2D ir 3D navikų kultūrų struktūrą, tačiau šiek tiek skirtingai. 2D kultūrose, kurias sudarė ląstelių sluoksnis, užaugintas ant plastikinio indo, dalelės sunaikino naviko audinį. Tačiau 3D kultūrose, kurios buvo gyvesnės, dalelės tiesiog sumažino tam tikrų baltymų, supančių naviko ląsteles, kiekį, todėl audinys tapo minkštesnis. Tai, kad 3D kultūroje esančios ląstelės nesuskilo, yra geras ženklas, sakė Goodwinas. Tai reiškia, kad gydymas suminkštino, bet nesunaikino naviko audinio, todėl taip pat mažesnė tikimybė pažeisti sveikus audinius.
Goodwinas mano, kad tokio tipo vėžio gydymas būtų tinkamas prostatos, šlapimo pūslės, kiaušidžių, krūties ir kitoms vėžio formoms, kurių navikai yra tam tikroje kūno dalyje. Kiti vėžiai, pavyzdžiui, tie, kurie pažeidžia kraują ir kaulus, gali būti labiau išplitę ir sunkiau gydomi tokiu būdu. Šiuo metu Goodwinas ir jo komanda naudoja panašias į garsą reaguojančias daleles pelių navikams gydyti, tačiau galiausiai mokslininkai tikisi įvesti daleles į žmogaus kūną.
Goodwinas mano, kad būtų įmanoma prijungti daleles prie antikūnų – imuninės sistemos baltymų, kurie jungiasi su bakterijomis, virusais ir kitais įsibrovėliais – ir tada įtraukti tuos antikūnus į kraują, kur jie galėtų patekti į naviką. Kai dalelės atvyks, tyrėjai gali pritaikyti ultragarsą ir išbandyti gydymą. Nors ta diena vis dar gali būti toli, Goodwinas sakė, kad džiaugiasi šio gydymo galimybėmis. „Per pastarąjį dešimtmetį fokusuoto ultragarso technologija labai pažengė į priekį“, – sakė jis. „Tikiuosi, kad dalelės, kurias sukuriame laboratorijoje, gali pradėti derėti su akustinėmis, vaizdo gavimo ir terapijos technologijomis, kurios yra klinikinio režimo dalis.
Šaltinis: Kolorado Boulderio universitetas
