Eine interessante Verwendung von Nanopartikeln wurde für die Arzneimittelabgabe, die Genabgabe und auch für die Tumortherapie vorgeschlagen.
Schema des Experiments mit der Maus. Das rote Rechteck entspricht dem implantierten „Modelltumor“, das graue Oval dem für weitere Untersuchungen entnommenen Gewebeareal
Wissenschaftler nutzten die Fähigkeit magnetischer Nanopartikel, sich unter Einwirkung eines elektromagnetischen Wechselfeldes zu erwärmen. An die Partikel wurden einzelsträngige DNA-Fragmente angehängt, die in der Lage waren, doppelsträngige Strukturen zu bilden, wenn ihnen neue DNA-Fragmente hinzugefügt wurden. Doppelsträngige DNA wiederum zerfällt bei einer bestimmten Temperatur in einzelsträngige Fragmente.
Also wurden 30 Nukleotide lange DNA-Moleküle an 50 nm große Eisenoxid-Nanopartikel genäht, die mit Dextran beschichtet waren. Dann wurde ein „Modell“des Medikaments daran genäht – ein fluoreszierendes Etikett mit einem DNA-Fragment, das komplementär zu dem ist, das an die Nanopartikel genäht wurde. Der gesamte Komplex wurde in ein Gel gegeben, das als "Modell" des Tumors diente. Nun konnten fluoreszierende Markierungen nur dann in Lösung gelangen, wenn ihre Bindung an Nanopartikel gestört wurde.
Wenn ein solcher "Tumor" mit Nanopartikeln, die zwei Arten von "Medikamenten" enthielten, einem magnetischen Wechselfeld unterschiedlicher Stärke ausgesetzt wurde, wurde bei einer Spannung nur eine freigesetzt und bei der anderen - beide Substanzen. Somit wurde die Möglichkeit einer kontrollierten sequentiellen Freisetzung mehrerer Arzneimittel demonstriert. Aus Sicht weiterer biologischer Anwendungen ist es wichtig, dass das hier verwendete elektromagnetische Feld mit einer Frequenz von 400 kHz problemlos in das Gewebe des Körpers eindringt.
Inspiriert durch den Erfolg gingen die Forscher zu Tests in lebenden Organismen über. Ein "Modelltumor" wurde zusammen mit Magnetpartikeln in lebende Mäuse implantiert, die dann ebenfalls für 5 Minuten einem elektromagnetischen Wechselfeld ausgesetzt wurden. In den Geweben wurde die Freisetzung genau der "Medikamente" gefunden, die die Forscher erwartet hatten.
Vor uns liegt eine neue wichtige Phase: der Ersatz des Farbstoffs durch ein echtes Medikament. Erinnern Sie sich daran, dass andere Experimente parallel durchgeführt werden, um ein wirksames System zur gezielten Arzneimittelabgabe zu schaffen. Zum Beispiel von einem „ausgenommenen“Salmonellenstick („Lieferprobleme“) oder anderen Bakterien („Apotheke innen“).
