Нанотехнологии, нанобиотехнологии и наномедицина
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

 

Нанотехнологи оперируют нанообъектами (мембраны, жидкие кристаллы, липосомы, мицеллярные системы и микроэмульсии, нанокомпозиты, нанотрубки, пористые материалы, тонкие пленки, ультрадисперсные порошки). Нанобиотехнологии позволяют понять малые компоненты живого и неживого и оценить их важную роль в функционировании клетки организма. На основе нанобиотехнологии стремительно развивается наномедицина.


 

122


Наномедицина - путь перехода к медицине субмолекулярной, атомной и субатомной, т.е. медицине будущего, связанной с внедрением в практику нанобиотехнологий, разрабатываемых с целью эффективной диагностики и лечения наследственных и ненаследственных болезней человека. Использование атомно-силовых, оптико-биосенсорных, нанопроводных методов диагностики и наноструктур с терапевтическим действием, способных выполнять сложнейшие микрооперации в клетках и тканях: от обнаружения и мониторинга поведения патологических генов (микроорганизмов) до их уничтожения, а также восстановления наследственного материала поврежденных клеток и тканей, обеспечения необходимыми веществами и придания им ряда других функций, позволят значительно повысить чувствительность, сократить время диагностики заболеваний

 

и эффектвно лечить наследственные заболевания.

 

В настоящее время разрабатываются нанобиотехнологии, связанные с наномедициной:

 

•нанодиагностикумы или нанобиосенсоры в диагностике;

 

•молекулярные нанополупроводные и нанопоровые детекторы в диагностике, счетчики молекул и сиквенс-анализаторы ДНК;

 

•наночастицы - контейнеры для доставки лекарств и наночастицы - лекарства;

 

•синтетический геном на основе молекулы ДНК как самовоспроизводящейся системы;

 

•нанотехнологии в регенеративной медицине;

 

•медицинские нанороботы, имитирующие функции разных клеток. Нанодиагностикумы и нанобиосенсоры. Одним из перспективных подходов стало

 

создание наносенсоров, способных работать в живом организме. Например, был создан отечественный микросенсор для определения содержания глюкозы и инсулина в крови (чип размерами 5-8 мм, вживляемый в тело пациента и регистрирующий уровень глюкозы в крови путем преобразования биохимической реакции в электрический сигнал). В последние годы на его основе разработан принципиально новый тип имплантируемого под кожу микросенсора для фотометрического контроля уровня глюкозы на основе углеродных нанотрубок, имеющих специфическое флуоресцентное покрытие. Такой наномикросенсор не только контролирует, но и оптимизирует уровни глюкозы и инсулина в крови.

 

Молекулярные нанодетекторы. В последние годы возросло число работ по анализу молекул с помощью атомно-силовой микроскопии и сканирующей туннельной микроскопии. Были получены изображения: мембранного белка цитохрома Р4502В4, встроенного в фосфолипидный бислой мембраны; водорастворимых белков и их комплексов для иммуноглобулинов, ферритина, фосфорилазы и фосфорилпротеинкиназы; комплексов антиген-антитело для диагностики инфекционных болезней, рака и сердечно-сосудистых


 

123


заболеваний.

 

Наночастицы как диагностикумы и лекарства. В молекулярной медицине используются наноматериалы, повышающие эффективность имеющихся лекарственных препаратов, позволившие создать новые лекарства - фуллерены, представляющие собой аллотропную форму углерода С60 с одинаковой длиной двойных и одинарных бензольных связей. Причем фуллерены способны преодолевать гематоэнцефалический барьер, что позволяет использовать их для лечения нейродегенеративной болезни Паркинсона. Синтезированы фуллерены с выраженными антивирусными свойствами, угнетающими репликацию вируса гриппа на поверхностных рецепторах клеточных мембран. Также отмечена антивирусная активность фуллеренов и их производных в отношении ВИЧ.

 

Получены конъюгаты наночастиц золота с антителами против рецептора антидермального фактора роста (используются для диагностики рака): они не соединяются с нормальными клетками, но соединяются с клетками опухоли.

 

Разработаны наночастицы и нанокапсулы на основе кремния - они применяются для брахитерапии неоперабельного рака печени. При этом разрушение опухолевых клеток происходит за счет действия на них радиоактивного фосфора 32Р в нанокапсулах.

 

Наночастицы как транспортные системы для доставки лекарств. Лекарства, снабженные системами доставки, нетоксичны, биодеградируемы, не вызывают аллергических реакций, имеют высокое сродство к биологическим мембранам. Это коллоидные инертные транспортные системы. В мире разработано множество сертифицированных наносистем для доставки противоопухолевых препаратов, снабженных фосфолипидной системой транспорта (мицеллы, липосомы) - анамицин, винкристин, дауномицин, доксорубицин, третионин, каклипокаин, тамоксифен, циклоспорин и др.

 

Медицинские нанороботы. В молекулярной медицине появились возможности применения генохирургии, которая постепенно сменит генотерапию. Суть генохирургии заключается в том, что с помощью контролируемого врачом наноробота (например, «лазерного скальпеля») в больной клетке будет выделен и удален мутантный ген и вместо него будет вставлен нормальный ген.

 

В самых оптимистических прогнозах зарубежные наномедицинские технологи предполагают, что уже в ближайшие два десятилетия медицинские нанороботы станут обязательным иструментом оснащения врачебного кабинета.

 

Таким образом, эра этиотропной терапии человека уже началась, определены принципы и методические подходы, отобраны болезни, потенциально подлежащие этому лечению. Работа продолжается одновременно в разных странах и в различных направлениях. Уже очевидно, что этиотропная терапия, а в частности генотерапия будет применяться для


 

124


лечения не только наследственных болезней, но и злокачественных опухолей и хронических вирусных инфекций.

10.2 ПАТОГЕНЕТИЧЕСКАЯ ТЕРАПИЯ

 

Патогенетическая терапия направлена на устранение или блокирование механизмов наследственной болезни. Она воздействует на обмен веществ в организме и проводится путем коррекции гормональных и метаболических нарушений, связанных с изменениями концентрации и функционирования утилизируемых в клетках и тканях субстратов и их метаболитов, являющихся белковыми и небелковыми продуктами экспрессии патологических генов. Патогенетическая терапия зависит от:

 

•пути утилизации субстрата - это воздействие на путь, по которому субстрат вводится извне (например, с пищей), или на путь синтеза субстрата в самом организме;

•дефицита продуктов метаболизма субстрата; например, при ИБО коррекция путей утилизации субстрата и его метаболитов зависит от того, являются ли симптомы заболевания следствием накопления метаболического продукта - предшественника метаболического блока, или они появляются в результате дефицита конечного метаболического продукта.

 







Дата: 2019-05-28, просмотров: 249.