Могут ли наноботы убивать раковые клетки?

Наноботы могут оказаться новым методом уничтожения раковых клеток, при условии, что проведены обширные исследования, чтобы доказать их безопасность для людей.

Вы помните сцену из фильма «Я, робот», в которой доктор Кэлвин впрыскивает наниты в Сонни, чтобы уничтожить его искусственный интеллект? Как эти крошечные серебряные предметы в этой жидкости могут уничтожить весь интеллект робота? Процесс казался таким простым и легким, но также поднял много вопросов о нанитах! Наниты, наноиды, нанороботы и наноботы – все это подпадает под действие нанотехнологий.

Первым ученым, использовавшим термин наноботы, был американский физик по имени Ричард Фейнман. В одном из своих популярных выступлений в 1959 году он говорил об использовании наноботов для лечения болезней сердца. С тех пор было проведено много исследований, чтобы увидеть, что на самом деле могут делать эти наномолекулярные устройства. Одним из таких важных приложений в лечении рака. Важно отметить, что упомянутый в статье эксперимент проводился только на животных. Использование наноботов на людях еще не исследовано, и эта статья ни в коем случае не предоставляет лекарство от рака, просто увлекательный вариант, который может быть разработан в будущем.

Теперь давайте попробуем немного больше понять нанотехнологии и раковые клетки.

Что такое нанотехнология?

Нанотехнология – это отрасль науки, которая занимается изменением вещества в молекулярном масштабе от 1 до 100 нанометров (нм). Насколько маленький нанометр? Представьте, что вы держите в руке метровую нить. Один метр составляет 100 сантиметров. Теперь попробуйте измерить только 1 см (одну сотую метра) этой нити и держите ее в руке. Просто, верно! Но что, если я скажу вам измерить одну миллиардную часть метра? Это физически невозможно! Вы не могли даже увидеть что-то такое маленькое через лабораторный микроскоп.

Ну, это точно, как маленький нанометр. Однако благодаря технологии нам не нужно проходить такое «невозможное» испытание, чтобы получить наши любимые наночастицы.

Что такое нанороботика (наноботы)?

Нанороботика – одно из теоретических направлений в области нанотехнологий, которое занимается разработкой молекулярных устройств, называемых нанороботами или наноботами. В медицине термин нанороботы – это молекулы, которые обладают новым свойством, позволяющим им выполнять определенную задачу в организме.

Представьте себе наноботов, как действительно маленьких роботов, работающих в наших телах для достижения определенной цели! Наноботы спроектированы так, чтобы выявлять вражеские клетки и действовать против них. Это действие возможно с помощью биологического датчика, который является неотъемлемой частью наноботов. После идентификации клетки-мишени нанобот высвобождает лекарство на месте, обеспечивая максимальную специфичность и предотвращая повреждение других здоровых частей тела. Этот механизм широко используется для уничтожения раковых клеток.

Как образуются раковые клетки?

Клетки реагируют на разные сигналы роста и систематически контролируются. Нормальный рост клеток требует идеального баланса в генетических сигналах, чтобы обеспечить пролиферацию и последующую гибель клеток. Однако раковые клетки, похоже, закрывают глаза на эти клеточные сигналы и вместо этого размножаются неконтролируемым образом. Эти клетки начинают сопротивляться клеточным сигналам, которые контролируют деление и быстро делятся, вторгаясь в другие здоровые ткани. Они поддерживают себя, привлекая кровеносные сосуды, чтобы размножаться и размножаться, даже когда такие вспомогательные структуры не требуются.

Рак может быть как доброкачественным, так и злокачественным. Доброкачественные раковые клетки – это послушный тип клеток; они обычно остаются в пределах нормальных тканей. С другой стороны, злокачественные клетки приобрели способность нарушать границу ткани и проникать в другие соседние здоровые ткани, нанося ущерб организму.
Вопрос в том, как нормальные клетки внезапно теряют контроль и «становятся жуликами»? На этот вопрос, к сожалению, нет простого ответа. Одной из многих причин образования раковых клеток является изменение структуры ДНК, которое вызывает потерю передачи сигналов между клетками и приводит к неконтролируемому делению клеток.

Роль нанотехнологий в уничтожении раковых клеток

Появление наномедицины, науки об использовании наноразмерных устройств для диагностики, предотвращения и лечения различных заболеваний, изменило лицо современной медицины. Эти крошечные частицы обладают способностью изменять динамику организма с минимальными побочными эффектами.

Исследования, проведенные в Университете штата Аризона с помощью мышиной модели опухоли, показали, как именно наноботы могут убивать раковые клетки . Эти наноботы были сделаны из наноструктур ДНК (ДНК, которая свернута для измерения 90 нм) вместе с ферментом, свертывающим кровь, тромбином.

Наноботы предназначались для белка под названием нуклеолин, который обнаружен только на поверхности раковых клеток. После прикрепления к раковой клетке наноботы высвобождают тромбин в клетку. Это прекращает кровоснабжение раковых клеток, тем самым уничтожая опухоль. Наноботы работают быстро и в огромных количествах, полностью окружая опухоль. Эксперимент был успешным и резко сократил опухоль, оставив здоровые клетки без изменений.

Наноботы были использованы на людях для терапии рака?

Наноботы могут оказаться новым методом в качестве альтернативы химиотерапевтическому лечению рака. Химиотерапия широко используется для уничтожения раковых клеток, но у нее есть очень серьезные побочные эффекты. Он убивает все быстро делящиеся клетки, такие как раковые клетки, наряду с другими здоровыми клетками. Это одна из основных причин, по которой выпадение волос наблюдается у людей, проходящих химиотерапию, так как волосяные фолликулы растут в организме так быстро.

Именно здесь нанотехнологии сбивают нас с ног благодаря своей замечательной специфике. Наноботы имеют несколько сетей связывания, которые позволяют им связываться со многими клетками и высвобождать лекарство.

К сожалению, все, что блестит, – это не золото … использование нанотехнологий на людях сопряжено со значительными недостатками из-за их внешней природы. Одним из наиболее важных аспектов, требующих дальнейшего изучения, является величина токсичности, присутствующей в наночастице, и ее влияние на организм человека. Наночастицы могут пересекать биологические барьеры, такие как гематоэнцефалический барьер, тонкая кишка или кожа носа, и все это может привести к воспалительной реакции или более серьезным побочным эффектам.

Много исследований проводится для того, чтобы сделать нанороботику реальностью в области медицины. В настоящее время проводятся эксперименты на мышах и свиньях для выявления побочных эффектов и потенциальной безопасности инъекционных наноботов. Если все пойдет хорошо, мы можем увидеть некоторые новые методы нанотехнологии, используемые в лечении раковых клеток в ближайшем будущем … скрестив пальцы!