Křemíková nanohvězda. Kredit: CSIC.

V posledních letech jsme svědky bouřlivého rozvoje nanomedicíny, který nabízí fascinující možnosti léčby. Rozmanité nanočástice dovedou transportovat léky na místo určení, bojovat se záněty nebo třeba bránit infarktům. Jak se ale ukazuje, zdaleka to není všechno. Španělský výzkumný tým potvrdil, že nanočástice s vhodným designem mohou sehrát mechanického léčiva, které pronikne do buňky a způsobí její rozvrat zevnitř. Mechanický lék přitom může cílit na buňky nádoru a zdravé buňky nechá na pokoji.

José Antonio Plaza. Kredit: CSIC.

Objev mechanického nanoléku je dílem vědců španělské výzkumné agentury Spanish National Research Council (CSIC), kteří zkoumali vliv mechanických faktorů na vývoj buňky. Souvisí to s cytoskeletem, „buněčnou kostrou“, která společně s buněčnou membránou určuje tvar a strukturu buňky. Tento mechanický systém je přitom možné do jisté míry ovlivnit.

Působí na něj například některá léčiva, jako Paklitaxel, používaný v chemoterapii jako cytostatikum. Dokáže pozměnit mechanickou funkci cytoskeletu a tím přivodit buňce smrt. Hlubší pochopení těchto delikátních procesů přineslo více možností ovládat či programovat buňky. Výsledkem jsou cílené léčebné zásahy, které mohou zničit nádorové buňky zevnitř.

Vedoucí výzkumného týmu José Antonio Plaza a jeho kolegové vytvořili křemíkové nanolupínky, jejichž úkolem je destabilizovat buňku během buněčného dělení, mitózy. Mají tvar hvězdy o průměru 22 mikronů a tloušťce 50 až 500 nanometrů. Badatelé je otestovali s buňkami nádoru děložního čípku v buněčné kultuře. Zjistili, že nanolupínky se snadno a rychle dostávají do těchto buněk, nejčastěji tak, že se o buňky zachytí některé z ramen hvězdy.

Logo. Kredit: CSIC.

Plaza s kolegy rovněž experimentovali s různými tvary, velikostmi a pevností nanohvězd. Ukázalo se, že nastavením těchto vlastností je možné ovlivnit rychlost jejich průniku do buněk nebo míru, v jaké likvidují buňky. Například větší hvězdy pronikají do buněk pomaleji, ale jejich účinek na buňky je větší a více smrtící.

Kolem 90 procent buněk, do nichž tyto křemíkové hvězdy proniknou, vykazuje změny buněčného cyklu. Asi u poloviny z nich přitom dochází ke zpomalení nebo přímo zablokování buněčného dělení. Vše nasvědčuje tomu, že mechanické ovlivnění buněčného cyklu MACC (Mechanically altered cell cycle) poté způsobí smrt buňky. Badatelé jsou přesvědčeni, že likvidace buněk mechanickým zablokováním buněčného dělení je velmi slibná pro vývoj nových léčebných postupů.

Literatura

New Atlas 27. 4. 2022.

Advanced Materials online 17. 2. 2022.