Фемтосекундный лазер и липосомы для лечения болезни Паркинсона

Для борьбы с болезнью Паркинсона ученые двух отделов – фемтосекундной спектороскопии и нейробиологических исследований – Университета постдипломного образования при Институте науки и технологий Окинавы (Okinawa Institute of Science and Technology, OIST) вместе со своими коллегами из Университета Отаго (University of Otago), Новая Зеландия, объединили физику и нейробиологию. Для разработки новой универсальной системы доставки лекарств они используют лазеры, нанотехнологии и неврологию. Исследователи описывают свою разработку, в которой высвобождение необходимого для лечения болезни Паркинсона нейромедиатора дофамина происходит с помощью лазера, в статье в журнале Scientific Reports.

Адресная доставка лекарственных препаратов для лечения многих заболеваний – захватывающая новая область исследований. Сегодня врачи вынуждены назначать лекарства системно. Это означает, что их получают ткани или органы, которые в них не нуждаются, что приводит к нежелательным побочным эффектам. Хорошим примером этого является химиотерапия, токсичная не только для раковых клеток, но и для здоровой ткани. Последние достижения в области нанотехнологий и биологии открывают широкие возможности в области адресной доставки лекарств. В этом случае препараты высвобождаются в определенной ткани или даже в отдельных клетках, что позволяет лекарствам достигать только намеченной цели. В своей недавней статье ученые из OIST описывают способ инкапсуляции лекарственного препарата в оболочку из липидов, или жиров, – липосому, и контроля над его высвобождением с помощью лазера.

Чтобы использовать лазерные технологии для лечения болезни Паркинсона, сотрудники научно-исследовательского отдела нейробиологии решили объединить свои усилия с коллегами из отдела фемтосекундной спектроскопии. Они хотели использовать точные временные промежутки и определенную интенсивность фемтосекундных лазеров для контроля над активацией липосом, чтобы имитировать естественную для организма динамику высвобождения дофамина. Дофамин был инкапсулирован в липосому, связанную с наночастицей золота. В качестве источника энергии был использован импульс фемтосекундного лазера. Энергия поглощается наночастицей золота, а затем передается липосоме, в результате чего липосома раскрывается и высвобождает дофамин. Период ее раскрытия и, следовательно, количество высвобождаемого дофамина точно контролируются интенсивностью и продолжительностью работы лазера. Важный момент: в отличие от предыдущих разработок, основанных на том же принципе, липосомы не разрушаются и высвобождение дофамина, или любого другого загруженного в них химического вещества, может быть многократно повторено.

1_5.png Загруженная дофамином липосома связана с наночастицей золота. Лазер передает энергию наночастице, которая активирует липосому.
Активированная липосома раскрывается и высвобождает дофамин, но не разрушается, что делает ее средством «многоразового использования». Метод позволяет
осуществлять полный контроль над временем и местом высвобождения препарата, а также над его дозой, которая определяется интенсивностью и
продолжительностью работы лазера. (Рис. OIST)

Продолжением этого исследования будет использование активируемых лазером липосом в живой ткани и, в конечном итоге, в организме живого животного. Возможность доставлять практически любой тип лекарственных препаратов – синтетических или природных соединений – в нужное место в нужное время при полном контроле над дозой открывает широкие перспективы в медицине. Будущее новых технологий и методов лечения может лежать на границе между различными научными областями, такими как физика и нейробиология. Ученые из OIST решают сегодняшние научные и медицинские загадки, такие как болезнь Паркинсона, развивая завтрашние технологии.

Оригинальная статья

Mimicking subsecond neurotransmitter dynamics with femtosecond laser stimulated nanosystems

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 4.3 (8 votes)
Источник(и):

http://www.oist.jp/…nister-drugs



chub аватар

Технология интересная, но сработает ли она in vivo, а не in vitro? Для нагрева золотых наночастиц необходим инфракрасный свет, а максимальная глубина проникновения его в костную ткань – 25 мм, в мягкие ткани – 100 мм. Не сожжет ли кожу излучение достаточной для нагрева золотых наночастиц интенсивности? И еще более трудный вопрос – как доставить в мозг липосомы, которые гарантированно не прорвутся гематоэнцефалический барьер? Можно, конечно, вообразить себе вживленный в мозг полый световод для регулярного пополнения запаса липосом и их облучения, но не окажется ли в результате лекарство горше болезни?