Наносенсоры будут играть ведущую роль в диагностике заболеваний?

Чем раньше врачи смогут поставить диагноз, тем быстрей начнется лечение пациента. В последнее время все большее значение в диагностике заболеваний приобретают наносенсоры. Будут ли они играть ведущую роль в диагностике заболеваний?

Недавно британские ученые из Института исследований рака научились при помощи обычного анализа крови предсказывать рецидив рака молочной железы задолго до появления видимых признаков.

В свою очередь ученые из Бирмингемского университета научились по веществам, содержащимся в дыхании человека, выявлять на ранней стадии хроническое полиэтиологическое прогрессирующее заболевание печени. Эти биомаркеры могут лечь в основу нового теста для диагностики цирроза печени.

Одной из главных проблем в диагностики заболеваний является то, что симптомы болезни часто проявляются только по истечении некоторого промежутка времени. Когда симптомы болезни проявят себя, она уже достигнет той стадии, на которой ее трудно или даже невозможно лечить. Так бывает с раком поджелудочной железы, который на ранних стадиях не имеет практически никаких симптомов.

В качестве еще одного примера трудностей диагностики можно привести заражение имплантата (хип имплантата). К тому моменту, когда становится известно о заражении имплантата единственным вариантом остается его удаление из организма.

Профессор Томас Уэбстер из Northeastern University и еще несколько ученых уже много лет изучают возможности наносенсоров для диагностики заболеваний. Предполагается, что именно наносенсоры смогут контролировать заражение имплантатов бактериями и своевременно информировать врачей.

Ученые недавно применили нанотехнологии для лечения бактериальных и вирусных инфекций. Известно, что ряд хронических инфекций появляется из-за бактерий, растущими в биопленке (биопленка представляет собой скопление микроорганизмов на какой-либо поверхности). Биопленки – это причина пневмонии при муковисцидозе и инфекций, связанных с имплантатами.

«Лекарства и антибиотики не могут проникнуть в биопленки. Поэтому только хирургическим путем можно удалить биопленку», - объяснил Томас Уэбстер.

Однако, наночастицы, уверен Томас Уэбстер, могут проникнуть в биопленку и убить ее, регенерируя таким образом здоровые ткани.

Уэбстер и его коллеги сейчас также работают над созданием специальных наночастиц, направленных на уничтожения конкретных вирусов. Так, например, золотые наночастицы при определенных условиях разрушают структуру вируса Эболы.

«Мы уверены, что у нанотехнологий большое будущее в медицине. Наночастицы могут проникать во внутрь клеток. Нужно попытаться создать датчики, которые могли бы себя вести как иммунные клетки. Такие датчики, циркулируя по организму, могли бы своевременно реагировать на проблемы со здоровьем», - сказал Уэбстер.

Американские ученые протестировали наносенсоры, присоединив их к титановым имплантатам бедра. Наночастицы посылают сигналы к внешнему компьютеру, и врач может оценить насколько имплантат загрязнен бактериями и нужно ли начинать лечение антибиотиками.

В СМИ иногда высказывают опасения, что наночастицы создаются из токсичных материалов. Томас Уэбстер утверждает, что материалы, которые они использовали для создания своих наносенсеров (углеродные нанотрубки и полимеры), совершенно не токсичны. Мало того, исследования на животных моделях показали, что наносенсоры, присоединенные к имплантату бедра, способствуют лучшему росту костей.

Как видим, эти наносенсоры показывают большую эффективность. Однако, прежде чем начать их использовать для лечения людей, нужно решить несколько проблем. Так, наносенсоры в хип имплантатах могут находиться в теле человека до 15 лет, и, значит, им нужно откуда-то брать энергию. Наносенсоры генерируют энергию за счет сжатия углеродных нанотрубок. Однако, по мере роста ткани способность сжатия углеродных нанотрубок падает, что приводит к нехватке энергии наносенсорам.

Кроме того, прежде чем испытать клинически наносенсоры на людях, нужно получить разрешение от FDA. Для этого нужно собрать очень большое количество тестовых данных, на что требуется много времени и средств. Согласно прогнозу Уэбстера, клинические испытания этих наносенсоров на людях начнутся через 5-10 лет.