Επιστήμες, Τέχνες & Πολιτισμός

H νανοτεχνολογία στην υπηρεσία της ιατρικής

23 Ιανουαρίου 2009

nanoΚάτω από το απέραντο πεδίο της νανοτεχνολογίας βρίσκονται τα δενδρομερή (dendrimers) που καλύπτουν εύρος διαστάσεων της τάξης του 1-100 νανόμετρα. Ένα εκατομύριο νανόμετρα ισοδυναμούν με ένα χιλιοστό. Οι διατάξεις αυτές βοηθούν στη δημιουργία δομών και μηχανημάτων με συγκεκριμένες προκαθορισμένες ιδιότητες. Μέσα λοιπόν από τα δενδρομερή οι επιστήμονες μπορούν να … ελέγξουν φυσικές αλλά και χημικές ιδιότητες ενός μακρομορίου.

Τα δενδρομερή περιέχουν το κυρίως μόριο που συνδέεται με κλάδους, από άλλα προστιθέμενα μόρια, σχηματίζοντας έτσι επίπεδα. Κάθε ένα καινούριο επίπεδο ονομάζεται γενεά(generation). H εξωτερική γενεά μπορεί να ενσωματώνει και άλλα ενεργά μέλη που δίνουν συγκεκριμένη λειτουργία στο δενδρομερές. Η επιλογή του πυρήνα, των βρόγχων(κλάδων) και της εξωτερικής επιφάνειας προσδίδει και την τελική λειτουργία του. Από τις πιο σημαντικές εφαρμογές είναι εκείνες της δημιουργίας ύλης, διαγνωστικές αλλά και φαρμακευτικές.

Κατά μεγάλο βαθμό τα δενδρομερή αποτελούν το μεγαλύτερο ίσως μέχρι τώρα βήμα στη βιοτεχνολογία. Σε αυτή την περίπτωση υπάρχει σχεδόν πλήρης έλεγχος των μορίων. Με αυτό τον τρόπο μπορούν να σχεδιαστούν τα «έξυπνα» φάρμακα. Σκευάσματα που θα εξυπηρετούν συγκεκριμένο σκοπό και με τις λιγότερες δυνατές ανεπιθύμητες ενέργειες.

Ας δούμε πως μπορούν τα μόρια αυτά να βοηθήσουν την βελτίωση  στην αποτελεσματικότητα των φαρμάκων. Τα φάρμακα έχουν ενεργά συστατικά τα οποιά δρούν στο ανθρώπινο σώμα προκαλώντας μεταβολές. Τα ενεργά συστατικά συνήθως είναι ουσίες που δεσμεύονται από υποδοχείς. Οι υποδοχείς είναι καλά προσδιορισμένα σύνθετα μακρομόρια που βρίσκονται σε όλο το σώμα γνωστοί ως γλυκοπρωτεϊνες. Με τη νανοτεχνολογία είναι δυνατόν να δημιουργηθούν με μεγάλη ακρίβεια σύνθετα τέτοια μακρομόρια που θα έχουν συγκεκριμένη θεραπευτική δράση. Η ακρίβεια των μορίων αυτών είναι πολλές φορές ευθέως ανάλογη με τις ανεπιθύμητες ενέργειες που προκαλούν τα φάρμακα. Η ομορφιά των δενδριμερών είναι ότι δεν είναι μονοσθενή αλλά διακρίνονται από πολυσθένεια (polyvalancy). Δηλαδή υπάρχει παρουσία πολλών ενεργών ομάδων στην επιφάνειά τους. Αυτό είναι πολύ σημαντικό καθώς  η ταυτόχρονη παρουσία πολλαπλών ενεργών ομάδων, μπορεί να προσδώσει νέα και εμπλουτισμένη λειτουργία στο φάρμακο σε  αντίθεση με την παρουσία μονήρους ομάδος.

Στην εικόνα αριστερά βρίσκεται ένα μικρό μόριο που δρά σε ένα μόνο υποδοχέα μιας βιολογικής επιφάνειας. Δεξιά παρατηρούμε ένα το πώς δρά ένα δενδρομέρες. Λόγω του μεγέθους του και της πολυσθένειάς του, ενεργοποιεί περισσότερους υποδοχείς ταυτόχρονα.Α ναγκάζει επίσης υποδοχείς να μένουν κοντά ο ένας με τον άλλο. Η ιδιότητά τους αυτή μπορεί να έχει εκπληκτικές εφαρμογές στα νέα εξελιγμένα φάρμακα.

Ήδη υπάρχουν εταιρείες που προωθούν τα δενδρομερή για την κατασκεύη αλλά και τη βελτίωση της δομής μορίων που υπάρχουν ήδη στο εμπόριο. Υπάρχουν μελέτες που βρίσκονται σε φάση ΙΙΙ για Aids, έρπη στα γεννητικά όργανα, χλαμύδια και αντισύλληψη. Αυτό που θα μας απασχολήσει σύντομα είναι ένα νέο επαναστατικό φάρμακο πολλά υποσχόμενο για τους ασθενείς με αρθρίτιδα. Η ουσία αποτελείται από ένα βιολογικά φιλικό δενδρομερές που έχει σαν βάση το αμινοξύ Λυσίνη.

Iωάννης Βασιλόπουλος

http://www.blue-planet.gr/index.php?ID=VhILOV1imAnM7o22&Rec_ID=518