Viete si predstaviť, aký veľký je nanometer? Je to jedna miliardtina metra. Takéto malé predmety by nedokázal spozorovať ani laboratórny mikroskop, nieto ešte ľudské oko. Nanometer je veľkosť, v ktorej pracujú biologické molekuly a štruktúry vo vnútri buniek. To je úroveň, na ktorú sú tradičné medicínske nástroje ešte prikrátke.
Všetko však nasvedčuje tomu, že neďaleká budúcnosť prinesie prelomovú technológiu. Takú miniatúrnu, že bude schopná preniknúť priamo do buniek a opraviť naše orgány na bunkovej úrovni – nanoboty.
Koniec tunela v liečbe rakoviny?
Vedci očakávajú, že tieto nanozariadenia prinesú svetlo na koniec tunela v liečbe rakoviny, no budú liečiť tiež kardiovaskulárne choroby, neurologické ochorenia ako Parkinsonova či Alzheimerova choroba, cukrovku, zápalové a infekčné choroby, ortopedické problémy či dokonca degeneratívne ochorenia mozgu.
Slovenská firma vyvinula aplikáciu, ktorá dokáže rozpoznať infarkt lepšie než kardiológovia
Významný míľnik v oblasti predstavoval výskum z roku 2004, realizovaný Kalifornskou univerzitou. Výskum viedol k vytvoreniu prvého nanozariadenia, hrubého ako ľudský vlas a schopného autonómneho pohybu v telesných tekutinách.
Odvtedy sa medicína nepozrela späť a medicínske spoločnosti sa snažia posunúť náročný vývoj nanobotov z laboratória na prvé klinické testy, ktoré sa zatiaľ uskutočnili len na zvieratách, informuje publikácia Oman Medical Journal.
Jedna z najväčších výziev
Tieto miniatúrne zariadenia sú vytvorené z biologických alebo syntetických materiálov, ako napríklad z vlákien DNA a ich hlavným cieľom je presne zamerať a opraviť špecifické miesta v tele.
Nanoboty, podávané do krvného obehu buď orálne, alebo injekciou, dopravia a uvoľnia liečivá na konkrétne miesta v tele, zvládnu opraviť tkanivá, zošívať krvné cievy, skúmať vnútorné orgány a dokonca rozpúšťať krvné zrazeniny v mozgu, čo by mohlo byť zásadným prínosom pre pacientov po mŕtvici.
Jednou z najväčších výziev nanomedicíny je nájsť spôsob, ako úspešne transportovať nanoboty do miesta, kde sú potrebné. Na ich pohyb by sa mali využívať rôzne zdroje energie ako je glukóza alebo močovina, ktoré sa prirodzene nachádzajú v krvi.
Nanoboty a liečba rakoviny
Jedným z najväčších prínosov nanobotov je ich potenciál zmeniť spôsob, akým liečime rakovinu. Diagnóza a liečba rakoviny sú často náročné, pretože rakovinové bunky dokážu rásť nepredvídateľným spôsobom a meniť svoje chemické vlastnosti.
Na bunkovej úrovni sú však tieto bunky odlišné od normálnych buniek, čo umožňuje nanobotom, aby ich rozpoznali a zničili s väčšou presnosťou ako tradičné metódy, ako sú napríklad chemoterapia, ktoré môžu poškodiť nie iba rakovinové, ale aj zdravé tkanivá.
Liečba rakoviny prsníka v rannom štádiu je u 95 percent žien úspešná, kľúčová je prevencia a samovyšetrenie (video)
Nanoboty môžu byť naprogramované tak, aby cielene detekovali a ničili rakovinové bunky namiesto toho, aby sme sa spoliehali, že to spraví imunitný systém, ktorý môže vyhodnotiť rakovinovú bunku ako zdravú.
Tieto nanoboty budú mať v sebe dávku jedovatých látok a uvoľnia ich presne na mieste, kde sa nachádzajú rakovinové bunky, čím sa zníži riziko poškodenia zdravých buniek.
Nanoboty a neurodegeneratívne ochorenia
Nanoboty budú užitočné aj pri liečbe neurologických ochorení ako je Alzheimerova alebo Parkinsonova choroba. Predčasnú smrť neurónov spôsobujú však aj jedy ako alkohol, lieky, cigarety či drogy.
Odumieranie neurónov spôsobené či už ochorením, alebo konzumáciou alkoholu bude vďaka nanorobotom možné výrazne spomaliť alebo dokonca úplne zastaviť ovládaním chémie vo vnútri bunky. Škodlivé chemikálie bude možné vysať a premeniť na neškodné.
V prípade Alzheimerovej choroby, kde sa v mozgu hromadia škodlivé proteíny, by nanoboty tieto proteíny dokázali priamo odstraňovať z postihnutých častí mozgu. Nanotechnológia by tak mohla ponúknuť spôsob, ako spomaliť alebo dokonca zastaviť postup týchto ochorení, na ktoré dnes nepoznáme žiadny efektívny liek.
Boj proti infekciám
Antibiotiká prestávajú byť účinné kvôli čoraz častejšiemu výskytu rezistentných kmeňov baktérií. Významnú úlohu antibiotík by mohli prevziať nanoboty, označované ako „mikrožravce“, ktoré by boli pri liečbe oveľa účinnejšie.
V krvnom obehu vyhľadajú a zničia patogény, a to oveľa rýchlejšie a efektívnejšie ako imunitné bunky. Rovnako by si dokázali poradiť aj s vírusmi, ktoré sú pre tradičné liečebné postupy tvrdým orieškom, keďže nanoboty pôsobia na bunkovej úrovni a zamerajú a zničia patogény ešte skôr, ako spôsobia vážne škody.
Záchrana životov pri nehodách
Autonehody sú hlavnou príčinou úmrtí vo všetkých vekových skupinách. Liečba vážnych zranení bude ďalšou oblasťou, kde sa nanotechnológie čoskoro stanú nenahraditeľným záchrancom. Nanoboty, maličké stroje, by mohli výrazne pomôcť pri liečbe týchto zranení.
Ak by boli vložené do tkaniva, mohli by ho posilniť, aby sa nepretrhlo alebo opraviť, ak už k poškodeniu došlo. Napríklad, ak niekto utrpí úder do hlavy, nanoboty by mohli ochrániť mozog pred nárazom o lebku, čím by sa predišlo vážnemu poškodeniu. Iné typy nanobotov by zase mohli rýchlo odstrániť jedy z tela ešte predtým, než by spôsobili väčšie škody, alebo izolovať otrávené oblasti, aby sa jed nerozšíril.
Ďalšou fascinujúcou možnosťou sú „respirocyty“, umelé červené krvinky, ktoré by mohli pomôcť telu fungovať aj bez dýchania alebo krvného obehu niekoľko minút. To by poskytlo zdravotníkom viac času na stabilizáciu pacienta po vážnych zraneniach.
V prípade extrémnych poranení by mohla byť použitá technika zvaná heterostáza, ktorá by udržala telo v stabilnom stave až do príchodu lekárskej pomoci. Ak by mozog nebol priamo fyzicky poškodený, nanoboty by mohli znížiť jeho spotrebu energie a dočasne ho oddeliť od tela, čím by sa predišlo ďalšiemu poškodeniu.
Kedy sa dočkáme nanomedicíny v praxi?
Nanotechnológia má pred sebou dlhú cestu. Už v najbližších desaťročiach by nanoboty mohli vstúpiť do bežnej klinickej praxe a pomôcť pri liečbe závažných ochorení. Predpoklad mnohých lekárov a špecialistov je, že tak ako sme kedysi porazili kiahne, nanomedicína bude postupne eliminovať ďalšie choroby 20. storočia.
V dlhodobom horizonte o 10 až 20 rokov by sa nanoroboty mohli stať bežnou súčasťou medicínskeho vybavenia, pričom by priniesol novú éru personalizovanej medicíny, kde budú liečby prispôsobené individuálnym potrebám pacienta a kde nanoboty nebudú len diagnostickými nástrojmi, ale aktívnymi záchranármi, opravármi a liečiteľmi priamo na bunkovej úrovni.
