S nanodiamanty do boje proti rakovině

Helena Vrecková  |  Věda
Ilustrační foto

Diamanty jsou věčné. Avšak nanodiamanty jsou ještě víc – dokonalý dopravní prostředek, který dopraví protinádorové látky na místo rakovinového bujení.

Mnoho lékařských ústavů hledá způsob, jak odhalit rakovinové bujení v co nejranější fázi a snadno jej poté odstranit. Když už se nádor projeví a rakovina zatne své drápy, musí lékaři nasadit nejvhodnější léčbu, nejčastěji chemoterapii.

Při ní se do těla pouští chemické látky, které mají za úkol zničit rychle se množící buňky – tedy ty nádorové. A tady nastává problém. Tyto látky nejsou schopny vpouštět se do těla postupně a zabránit tak poškozování zdravých buněk. S možným řešením přišel tým Deana Ho z Northwestern University. Budoucnost chemoterapií vidí ve využívání nanodiamantů.

Nanodiamant (Foto: Wikipedia)
Nanodiamant (Foto: Wikipedia)

Proč právě nanodiamanty?

S nanodiamanty se vědec Houjin Huang poprvé setkal v Japonsku. Doufal v jejich využití v elektronice, avšak v této oblasti nedokázal plně využít jejich potenciál. Až když začal spolupracovat s Deanem Ho, společně našli jejich uplatnění v biomedicíně. Zjistili, že nanodiamanty dokážou aplikovat chemoterapeutické léky do nemocného organismu bez negativních vlivů, které mohou nastat při vpravení chemických látek – cytostatik.

Existuje mnoho způsobů, jak dopravit cytostatika na místo rakovinového bujení, avšak důležité je to, jak tělo po podání léků reaguje. Buňky se snaží umělý materiál co nejrychleji vypudit, proto léčiva nevydrží v těle déle než jeden den. Tyto umělé materiály také mohou způsobit zánět či jiné komplikace. Tomu by mohlo zabránit použití nanodiamantů.

Tělu nijak nevadí

Nanodiamanty mají velmi specifické vlastnosti. Nejedná se o přírodní diamant ani o diamant syntetizovaný za extrémně vysokých teplot a tlaků. Vznikají rozkladem směsi metanu a vodíku v mikrovlnném výboji za sníženého tlaku a relativně nízké teploty 700–1000 °C. Výsledek se skládá z dokonalých diamantových nanozrn s rozměry 2–8 nanometrů v průměru.

Nanodiamant je vhodný k využití v lékařství především kvůli své biokompatibilitě. Ta je dána jeho uspořádanými strukturami, které tělo vnímá jako svou přirozenou součást. Proto může putovat lidským organismem a ani po vypuštění léčiv nedochází k zánětům.

Každý nanodiamantový povrch má určité funkční skupiny, které mu umožňují vázat široké spektrum látek. Přitom však zůstává extrémně stabilní a veškeré vazby probíhají jen na jeho povrchu. Takto na sebe naváže i cytostatika, která do organismu postupně v místě určení vpouští i několik dní.

Takto podaná léčiva mají delší účinnost a jsou méně invazivní. Povrch nanodiamantu navíc umožňuje pojmout větší množství látek než při užívání klasických metod. Spodní vrstvy, umožňující pružnost materiálu, jsou silné 20–30 mikronů.

Schéma vrstev nanodiamantu s léky (Foto: Northwestern University)
Schéma vrstev nanodiamantu s léky (Foto: Northwestern University)

Z nanodiamantů se vytvoří pružný materiál připomínající tvarem náplast. Onkolog pak při jedné operaci vyjme nádor z postiženého místa a do stejné oblasti vloží nanodiamanty s léčivy. Léčiva se pak začnou postupně dostávat do organismu a působí přesně v místě nádorového bujení.

Úspěch na odolných typech rakoviny

Vědci otestovali využití nanodiamantů na modelech rakoviny jater a prsu u myší. Při aplikaci léků do tkáně tělo téměř ihned projevilo přirozenou reakci a léky vypudilo pryč. Vědci pak rozdělili zvířata do dvou skupin, kdy jedné z nich aplikovali léky s nanodiamanty a druhé klasickou formu chemoterapie. U skupiny s nanodiamanty zůstaly léky v těle až desetkrát déle než u druhé skupiny. Také byly léky do těla vpravovány pomaleji, což snížilo vedlejší účinky.

Při testech se zjistilo, že chemoterapie ve spojení s nanodiamanty nemá negativní vliv na bílé krvinky. Pokud by počet bílých krvinek klesl pod únosnou hranici, s chemoterapií by se muselo přestat kvůli riziku vážných komplikací.

Tým Deana Ho aplikoval nanodiamanty také u aplikace inzulinu k hojení ran. Je přesvědčen, že nanodiamanty v lékařství ještě neřekly poslední slovo.


Další informace:

Nejčtenější