HTML

Nanotechnológia blog

Minden, ami nano - könnyedén, elfogultan, fizikus szemmel.

Innen nanóztok ti

Locations of visitors to this page

Felhasználási feltételek

Creative Commons Licenc

További olvasnivaló

GA

A vérünkben van - nanorobotok a gyógyításban

2009.09.23. 00:00 AttoFemto

Forrás: BBC

A múltkori poszthoz írott kommetjében Bandee egyrészt rámutatott arra, hogy az önreprodukáló nanoszerkezetek egyelőre pusztán a science fiction keretein belül értelmezhetőek, másrészt felemlítette az egészségügyi-gyógyászati alkalmazások lehetőségét. Szimatoljuk körül egy kicsit talán ezt a területet is.

 Előre bocsátom, hogy fizikusként a témaválasztással igencsak ingoványos talajra tévedtem, ne habozzatok hát a kommentekben kijavítani, ha valamit rosszul mondanék. 

 Képzeljük el, hogy rákot diagnosztizálnak valakinél. Manapság egy ilyen diagnózis meglehetősen letaglózza a pacienst, jóllehet rengeteg múlik a részleteken: pontosan miféle rákot és milyen stádiumban fedeztek fel a szervezetében. A lehetséges előrejelzések a majdnem száz százalékos esélyű gyógyulástól egészen a majdnem biztosan végzetes kimenetelig terjednek. S most képzeljük el, hogy a jövőben, mindössze pár évtizednyire napjainktól ugyanaz a diagnózis nem rendíti jobban meg a beteget, mint manapság az, ha a fogorvos közli: azt a fogat bizony be kell tömni. 

 Márpedig ezt ígéri a nanorobotika. A jelenleg alkalmazott sugár- és kemoterápiás eljárások helyett — melyek a rákos sejtekkel együtt az egészséges sejteket is pusztítják, kiváltva ezzel a sajnos jól ismert tüneteket a hányingertől a hajhullásig — a jövő orvosa talán egy fecskendőnyi nanorobotot juttat a paciens véráramába. E nanoszerkezetek aztán felkutatják és megsemmisítik a rákos sejteket és csak azokat, megvalósítva a jelenleg csak áhított tökéletes szelektív kezelést. A két kezelés közötti különbségre talán egy, a mezőgazdaságból vett hasonlattal lehet rámutatni: a tradicionális kezelés megfelel annak, mikor kertünk gyomos részét gyomirtóval lepermetezzük (kiirtva ezzel haszonnövényeink jó részét is az adott területen), míg a nanomedicina által kínált alternatíva a gyomok gondos, kézzel végzett kihúzkodásával rokonítható.

 Persze, ha elvégezték dolgukat, ki kellene őket valahogyan csalogatni az immár gyógyult beteg szervezetéből, mert... Mert miért is? Miért ne maradhatnának ott, állandó őrsében, éberen figyelve a kezdődő betegség leghalványabb jeleire is? Sőt miért ne lehetne mindenkit beoltani előre, megelőzésképp, mintegy védőoltás gyanánt e csodás nanoszerkezetekkel? Akkor akár orvoshoz sem kell járnunk. Sőt! Robert A. Freitas felvetette egy olyan nanorobot ötletét, amelyik a vörösvértestekhez hasonlóan oxigént és szén-dioxidot szállíthatna. A Freitas által megálmodott nanoszerkezet 18 milliárd atomot tartalmaz, és mintegy 9 milliárd O2 vagy CO2 molekulát képes tárolni. Ez az emberi vörösvértest kapacitásának több, mint kétszázszorosa. Mit jelent ez? Freitas szerint az ilyen nanorobotokat hordozó ember négy órán át képes az úszómedence alján kuksolni, illetve 15 percet futni ínszakasztó iramban, egyetlen lélegzetvétel nélkül.  

 Na jó, de hogyan maradhatnának működőképesek ezek a szerkezetek hónapokon, éveken, évtizedeken keresztül? Honnan veszik a működésükhöz szükséges energiát? Fejlesszünk nano-akkumulátort a nanorobotokhoz? Nem. Minek, hiszen felhasználhatják a vércukrot energiaforrásként. S ha elhasználódnak, elkopnak, elmorzsolja őket az idő? Miért ne építenék meg önmaguk pontos mását az emberi testben fellelhető anyagokból? 

6 komment

A bejegyzés trackback címe:

http://nanotechnologia.blog.hu/api/trackback/id/tr931400608

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben.

Mikron · http://mikron.blog.hu 2009.10.22. 13:57:56

Részben gyógyszerekkel is foglalkozom, és bár nekem meg a nanotechnológiáról nincs sok fogalmam, mégis úgy gondolom, hogy nem fogunk rákellenes nanorobotokat használni.

A rák elleni kűzdelemben ugyanis a fő probléma a rákos sejtek felismerése. Ezek a sejtek számtalan trükkös, kifinomult megoldással az egészséges sejteket utánozzák, illetve igyekeznek elrejteni, hogy belülről nem egészségesek. Ezért az immunrendszer sem ismeri fel és pusztítja el őket, illetve ugyanezen okból gyógyszerekkel is nehéz a ráksejteket célba venni. Hiába fejlesztünk ki egy új kezelést, az szinte minden sejtet meg fog támadni, hiszen a rákos sejtek olyan nehezen különíthetők el az egészségesektől.

Tehát, ha a nanorobotok képesek lennének specifikusan a ráksejteket felismerni, akkor ahhoz egy nagyon frappáns felismerőszerkezettel kellene rendelkezniük. Ha viszont ismernénk ilyen pontos felismerőszerkezetet (konkrétan valamilyen molekulát ami csak ráksejtekhez kötődik), akkor pofonegyszerű lenne ezt a felismerő molekulát egy sejtölő molekulához kötni, és az így készített anyagot a betegbe juttatni.

Ez a hibridmolekula a betegben a ráksejtekhez kötődne a felismerő felével, a sejtölő felével pedig elpusztítaná a célpontot.

Maga a módszer rutinszerűen alkalmazott a gyógyszerkutatásban, de a gond az, hogy nem tudjuk felismerni rendesen a rákos sejteket, tehát ennek a képzeletbeli gyógyszernek a felismerő fele hiányzik.

Ha viszont ismernénk ilyen ráksejt felismerő molekulát, akkor felesleges lenne egy egész bonyolult robotot körétervezni, egyszerűen egy sejtpusztító molekula hozzákötésével kész lenne egy remek rákellenes gyógyszer.

Szerintem tehát emiatt nem fogunk soha nanorobotokat a rákgyógyításban alkalmazni, de ez csak az én feltételezésem, majd nálam okosabb emberek kijavítanak.

Mikron · http://mikron.blog.hu 2009.10.22. 14:08:02

hopp, kimaradt:
ha már nanotechnológia a rákgyógyításban, akkor inkább ez lehet egy érdekes lehetőség:

www.eurekalert.org/pub_releases/2009-10/tum-sbc102109.php

mikrocsipekkel lehet majd nemsokára tesztelni, hogy egy-egy rákgyógyszer mennyire hatékony egy konkrét beteg egy konkrét tumora ellen.

AttoFemto · http://nanotechnologia.blog.hu/ 2009.10.22. 16:15:39

@Mikron: Köszönöm a javítást. Az érveid felől nézve valóban nem túl logikus, amit írtam.

A linket rögtön megnézem.

Bandee 2009.11.19. 11:34:53

Sziasztok!

Én nanotechnológiával - pontosabban nanomedicinával foglalkozom, ráadásul pont daganatterápia vonalon. Néhány megjegyzés:

1. A daganatidentifikálás, elkülönítés sejtszinten valóban probléma, szövetszinten azonban vannak lehetőégek. Van egy úgynevezett EPR (Enhanced Permeability and Retention) nevű jelenség (ez önmagában megérne egy posztot kedves bloggazda :) ) ami nagyjából annyit jelent hogy a daganatban levő erek károsodottak, a bennük levő sejtes "burkolat", az endothel fenesztrált, lukacsos, a sejtek közti kapcsolatok fellazultak. A agana belsejében levő, a szövetközti folyadék limphatikus elvezetése is károsodott, azaz "pang". Így egy bizonyos mérettartományban makromolekulák (vagy nanohordozók) specifikusan feldúsulhatnak a daganatban, és azok ott is maradnak.

2. Mindehhez nem kellenek nanorobotok, elegendőek nano mérettartományba eső (20-200nm) nanohordozók (liposzómák, különböző átmenetifém-kristályok, biodegradábilis biokompatibilis polimerek stb) amelyekhez indenféle furmányos molekula kapcsolható, fluoreszcens jelzőanyagtól az aktív célzást segítő receptorokig.

3. A nanorobotikának 2 útja van, az egyik a definitív "robot", fullerénszármazékokból, karbon-nanocsövekből épített mozgó "gép". Ennek a mikrosebészeten kívül azonban más valós értelme még nincs. A másik izgalmasabb, a "biorobot" út, azaz mesterséges minimálsejteket építeni. Liposzómákat látni el bakteriális motorokkal, flagellumokkal, benne kis géncsendesítő RNS-el, esetleg kisebb géneket tartalmazó operonokkal, az irányítást elősegítő pozitív kemotaxist végző minimásis jelutakkal. De ez is még a jövő útja.
Ez nem az én blogom, úgyhogy ennyi, de a bloggazdának link:

en.wikipedia.org/wiki/Enhanced_permeability_and_retention_effect

Ha akarod küldök szakirodalmat!

Üdv, és jó blogolást!

Bandee

Mikron · http://mikron.blog.hu 2009.11.19. 22:19:23

ez a 3. pont nagyon izgalmasnak hangzik

Atty78 2010.09.05. 00:56:17

@Mikron: Szia!
A nanobotok tekintetében a megoldást egy emberi felügyelt alatt lévő számítógépes irányítás alatt levő nanorobot jelenti,mely egyszerre képes méréseket végezni,mintát venni, illetve Röntgen,mikroskópikus és valós idejü felvételt küldeni a gazdagépre. Mivel az analisist elsősorban nem a nanobot,hanem a felügyeletével megbízott szakember végzi,bár ez nem azt jelenti,hogy a nanobot nem képes analitikát készíteni az emberi felügyelet e tekintetben elengedhetetlen! Ezt ahhoz tudnám hasonlítani,legalábbis viselkedés tekintetében mindenképp!-mint egy hangyakirálynő- ez vezérli a többi nanorobotot.
Mivel kisérleti stádiumban van, elngedhetetlen a körültekintő használata!
A kisérletek egyértelműen igazolták,98% biztonsággal lokalizálják a hibás sejteket és gyorsan,hatékonyan dolgoznak,de biztonsági okból szükségét láttuk egy központi interfész segítségével üzemenkívül helyezhetővé tételüket, miközben a központi nanobot használaton kivül van, és egy önmegsemmisítő mechanizmussal! Erre többek közt azért volt szükség,mert az emberi felügyelet korlátolt. -Ember és gép együttes tevékenységének köszönhető a jó statisztika a lokalizálásban,s felügyelet nélkül hagyni nem célszerű a komplikációk miatt!
Az önmegsemisítő ötletét, egy 2007. okt-ben félresikerült kisérlet adta! -Mivel bio-organikus szenzorral és egy sor különféle receptorokkal láttuk el ( a "hibás" sejtek más hőkibocsátásal viseltetnek,ezáltal más a biomágnesesség stb.)...
Meg figyelni kívántuk viselkedésüket gyógyult alanyok szöveteiben, sejtkörnyezetében, egyéb stb.
(szervezetében),
Két dolog állapítható meg:-Tevékenységük közben ha kevesen vannak pillanatok alatt rekonstruálnak másikakat növelve számukat,anélkül,hogy erre programozva lettek volna. Ez később kiderült, annak tudható be,hogy az internet is hasonló mágneses interferencia,mint a biománesesség a testben,s mivel bio-organikus szenzorral rendelkezik,könnyedén létesít hálozatot egyébb periféria nélkül,külső szervereket használva háttértárolóként,s pillanatok alatt fejleszti magukat.
-Másik egtverő probléma,hogy mikor a "táplálék" elfogy mást keresnek, s szinte mindent képesk megsemmisíteni kvantumsecundum alatt!
Méretüket tekintve sem lokalizálni,sem megsemmisíteni őket, miután elszabadultak,s önállósodtak!
Mondanom sem kell,a hadsereg is hamar fefigyelt a dologra és ez év Jan.11-ig bezsüntette a kisérleteket!!!-De, mint mindig, most is győzött a bürokrácia és az emberi kiváncsiság és hülyeség!
Mást tulajdonítva neki,mint mi az elején nemes céloktól vezérelve!
Ez egyuttal választ is ad egy másik bejegyzésre,miért nem maradhat dolguk végeztével a szervezetben!!!!
Az önmegsemmisítő gondoskodik erről,miután természetes uton kivállasztódik.

Üdv.: Atty78