NanoFLUID, ένα "delivery-νάνος"!

Ένα πολύ σημαντικό ιατρικό επίτευγμα παρουσιάστηκε σε έρευνα που δημοσιεύτηκε στα τέλη Απριλίου στο κορυφαίο επιστημονικό περιοδικό “Nature”. Πρόκειται για το “NanoFLUID” το οποίο αποτελεί ένα «delivery-νάνο» που μεταφέρει ευέλικτα, χωρίς μπαταρίες και ογκώδη chip, τη θεραπευτική ουσία (π.χ. νουκλεϊκά οξέα, πρωτεΐνες, κ.α.) στο όργανο του σώματος που τη χρειάζεται με ασύγκριτη ακρίβεια. Αποτελεί ένα νέο εργαλείο που πρόκειται να μεταμορφώσει το «τοπίο» στη θεραπεία του καρκίνου, τη γονιδιακή θεραπεία (π.χ. CRISPR) και την αναγεννητική ιατρική. 

 

Ως σήμερα, για τη μεταφορά της θεραπευτικής ουσίας στο εκάστοτε όργανο που τη χρειαζόταν, βασιζόμασταν στην κυκλοφορία του αίματος. Αυτή η προσέγγιση συχνά είχε μικρή ακρίβεια, ευρύτερη τοξικότητα και κατά συνέπεια ήταν όχι όσο αποτελεσματική θα επιθυμούσαμε. Ωστόσο, το “NanoFLUID” όντας βιοσυμβατό, ευέλικτο, ελαφρύ και εύκολα ελέγξιμο, καταφέρνει να προσεγγίζει τα όργανα όπως το συκώτι ή τους πνεύμονες και τους όγκους που βρίσκονται εκεί, ελαχιστοποιώντας τις διάφορες διαταραχές στους ιστούς και χορηγώντας με μέγιστη ακρίβεια τη θεραπευτική ουσία μέσω ηλεκτροδιάτρησης (electroperforation) των κυτταρικών μεμβρανών με ηλεκτρικούς παλμούς μικρής τάσης ~20 V. Αυτή η τεχνική είναι 5 τάξεις μεγέθους (100000 φορές) ταχύτερη στη μεταφορά της θεραπείας στο επιθυμητό σημείο, σε σχέση με τις σημερινές τεχνικές.

 

Ένα ακόμη ιδιαίτερο χαρακτηριστικό του “NanoFLUID” είναι ο λειτουργικός γονιδιωματικός έλεγχος σε ζωντανούς οργανισμούς. Παρέχοντας μια ολοκληρωμένη γονιδιακή βιβλιοθήκη απευθείας στο περιβάλλον του καρκινικού όγκου, οι ερευνητές μπόρεσαν να εντοπίσουν κρίσιμους παράγοντες μετάστασης επί τόπου. Αυτή η προσέγγιση, οδήγησε στην ανακάλυψη του “DUS2” (ένα ένζυμο) ως παράγοντα πνευμονικής μετάστασης στον καρκίνο του μαστού. Αυτή η δυνατότητα εκτέλεσης επί τόπου γενετικών ελέγχων υψηλής απόδοσης, ειδικών για κάθε όργανο, αποτελεί ένα ισχυρό εργαλείο για την αποκάλυψη μηχανισμών ασθένειας που θα ήταν δύσκολο να διερευνηθούν με συμβατικές ή ex vivo (εκτός του οργανισμού) μεθόδους.

 

Δημοσιευμένη Έρευνα: https://www.nature.com/articles/s41586-025-08943-x

 

Περισσότερα για τα νανορομπότ, όπως και για τις γενικότερες εξελίξεις στην Επιστήμη και την Τεχνολογία τόσο στο άμεσο αλλά και στο βαθύ μέλλον, θα βρείτε στον συναρπαστικό τόμο ΙΙΙ του έργου «Τα φυσικά φαινόμενα» (εκδόσεις «Οσελότος»), τον οποίο μπορείτε να αποκτήσετε από τη σελίδα μας με έκπτωση και μηδενικά έξοδα αποστολής με ένα μήνυμα! Ρωτήστε μας!

 

 

CRISPR εναντίον καρκίνου

Σε έρευνα που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό “Advanced Science” στο τέλος του προηγούμενου έτους, ερευνητές από το πανεπιστήμιο του Τελ Αβίβ χρησιμοποίησαν την τεχνική CRISPR σε ποντίκια, στοχεύοντας στην αποκοπή ενός συγκεκριμένου γονιδίου σε καρκινικά κύτταρα όγκων στο κεφάλι και το λαιμό, με αποτέλεσμα να εξολοθρεύσουν το 50% των καρκινικών όγκων. Οι καρκίνοι στο κεφάλι και τον λαιμό είναι πολύ συνηθισμένοι και αποτελούν την 5η αιτία θανάτου από καρκίνο.

 

Οι ερευνητές αναφέρουν ότι αν και η συγκεκριμένη τεχνική, ως σήμερα δεν χρησιμοποιούνταν κατά του καρκίνου καθώς υπήρχε η υπόθεση ότι δεν αρκεί η επέμβαση σε ένα συγκεκριμένο γονίδιο σε αυτές τις περιπτώσεις, ωστόσο στην παρούσα έρευνα αποδεικνύεται ότι ορισμένα γονίδια είναι απολύτως απαραίτητα για την επιβίωση των καρκινικών κυττάρων, κάνοντας την τεχνική CRISPR ένα αποτελεσματικό εργαλείο. Η ερευνητική ομάδα ήδη εργάζεται πάνω σε άλλους τύπους καρκίνων, όπως εκείνον στο συκώτι, το λέμφωμα και το μυέλωμα.

 

Η τεχνική CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), αποτελεί μια πολλά υποσχόμενη τεχνική κατά την οποία, ακολουθίες DNA προκαρυωτικών οργανισμών (π.χ. βακτηρίων), μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να εισαχθούν σε ασθενείς με προβληματικό DNA, να αναγνωρίσουν το κομμάτι προς διόρθωση, να το αποκόψουν και να δώσουν «οδηγίες», ώστε να αντικατασταθεί με ένα υγιές λειτουργικό τμήμα. Ουσιαστικά συνίσταται σε τροποποίηση του DNA μέσω της επέμβασης στα κύτταρα του ασθενούς, με σκοπό τη ριζική και αποτελεσματική διόρθωση προβληματικών μερών του γονιδιώματος που συνδέονται με βαριές ή θανατηφόρες ασθένειες, όπως ο καρκίνος. Αυτό γίνεται με μεταφορά, με τη βοήθεια ιών ως «οχήματα», οδηγιών για την παραγωγή «διορθωμένου» DNA στα κύτταρα του ασθενούς.

 

Δημοσιευμένη Έρευνα: https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/.../advs.202411032

 

Περισσότερα για το CRISPR αλλά και τις εξελίξεις στην Επιστήμη και την Τεχνολογία τόσο στο άμεσο αλλά και στο βαθύ μέλλον, θα βρείτε στον συναρπαστικό τόμο ΙΙΙ του έργου «Τα φυσικά φαινόμενα» (εκδόσεις «Οσελότος»), τον οποίο μπορείτε να αποκτήσετε από τη σελίδα μας με έκπτωση και μηδενικά έξοδα αποστολής με ένα μήνυμα! Ρωτήστε μας!

 

 

Νήμα πιο ανθεκτικό και από το Kevlar με διαγονιδιακό μεταξοσκώληκα

Το νήμα της αράχνης είναι ανθεκτικό και δυνατό. Μπορεί να έχει πολλές χρήσεις όμως δεν είναι εύκολη η παραγωγή του από αράχνες, καθώς έχουν την τάση να είναι ιδιαίτερα επιθετικές όταν βρίσκονται μαζί με άλλες στον ίδιο χώρο. Από την άλλη ο μεταξοσκώληκας είναι αρκετά πιο ήρεμος, όμως το πολύτιμο νήμα του είναι αρκετά εύθραυστο με αποτέλεσμα να μην έχει ιδιαίτερη χρησιμότητα.

 

Σε έρευνα που δημοσιεύτηκε στα τέλη Σεπτεμβρίου στο επιστημονικό περιοδικό “Matter”, αναφέρεται ο τρόπος με τον οποίο χρησιμοποιήθηκε η τεχνική γονιδιακής επεξεργασίας/τροποποίησης CRISPR ώστε να ληφθούν γονίδια από αράχνη του είδους “Araneus ventricosus” (η οποία παράγει δυνατό και ανθεκτικό νήμα) και να τοποθετηθούν σε κύτταρα αυγών μεταξοσκώληκα. Αν και αυτή η τεχνική έχει χρησιμοποιηθεί πολλές φορές στο παρελθόν για τον ίδιο λόγο, αυτή τη φορά πέτυχε καθώς οι ερευνητές δημιούργησαν ένα μοντέλο που τους οδήγησε στο να εστιάσουν σε ένα πολύ συγκεκριμένο και απαραίτητο (για τον σκοπό τους) τμήμα του γονιδιώματος του μεταξοσκώληκα προς τροποποίηση.

 

Το αποτέλεσμα από αυτόν τον διαγονιδιακό* μεταξοσκώληκα, ήταν η παραγωγή νήματος 6 φορές ανθεκτικότερου από το Kevlar και 10 φορές ισχυρότερου από το νάιλον. Καθώς το 60% των ρούχων μας παράγεται από συνθετικά υλικά όπως το νάιλον και άλλα αντίστοιχα υλικά τα οποία δημιουργούν μεγάλα περιβαλλοντικά προβλήματα, η συγκεκριμένη έρευνα παρουσιάζει μια εξαιρετική και φθηνή λύση καθώς φέρνει στο προσκήνιο ένα προϊόν που είναι φυσικό και οικολογικό, ανθεκτικότερο και δυνατότερο, ενώ μπορεί να έχει αναρίθμητες χρήσεις (πέρα από τα ρούχα που αναφέρθηκαν ως ένα παράδειγμα). Επίσης, η ίδια η τεχνική που παρουσιάζεται εδώ, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως «οδηγός» για τη δημιουργία και άλλων φυσικών «υπέρ-υλικών» με τις μικρότερες δυνατές περιβαλλοντικές επιπτώσεις. 

 

*Διαγονιδιακός είναι ο οργανισμός που έχει υποστεί σκόπιμη τροποποίηση του γονιδιώματός του (εδώ ο μεταξοσκώληκας).

 

Δημοσιευμένη Έρευνα: https://www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(23)00421-6

 

Σχήμα από την παραπάνω έρευνα, σχετικά με τη διαδικασία γενετικής τροποποίησης των αυγών του μεταξοσκώληκα.

 

Περισσότερα για το CRISPR αλλά και τις εξελίξεις στην Επιστήμη και την Τεχνολογία τόσο στο άμεσο αλλά και στο βαθύ μέλλον, όπως και τα όρια του πολιτισμού μας, θα βρείτε στον τόμο ΙΙΙ του έργου «Τα φυσικά φαινόμενα», τον οποίο μπορείτε να αποκτήσετε από τη σελίδα μας με έκπτωση και μηδενικά έξοδα αποστολής με ένα μήνυμα! Ρωτήστε μας!

 

 

Διόρθωση της συγγενούς αμαύρωσης του Leber μέσω CRISPR

H συγγενής αμαύρωση του Leber (Leber congenital amaurosis ή LCA) αποτελεί κληρονομική ασθένεια που προσβάλλει κυρίως τον αμφιβληστροειδή χιτώνα των οφθαλμών. Αυτή η διαταραχή οδηγεί σταδιακά και από μικρή ηλικία, στη δραματική μείωση της όρασης του υποκειμένου, μέχρι του σημείου να μπορεί να δει μόνο στο κέντρο του οπτικού του πεδίου και πολύ αμυδρά.

 

Σε 5 ασθενείς με αυτό το πρόβλημα, χρησιμοποιήθηκε η τεχνική CRISPR, για πρώτη φορά, με αποτέλεσμα οι δυο από αυτούς να εμφανίσουν σημαντική βελτίωση στην όρασή τους.

 

Η τεχνική CRISPR-Cas (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats – associated protein), αποτελεί μια πολλά υποσχόμενη τεχνική κατά την οποία, ακολουθίες DNA προκαρυωτικών οργανισμών (π.χ. βακτηρίων), μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να εισαχθούν σε ασθενείς με προβληματικό DNA, να αναγνωρίσουν το κομμάτι προς διόρθωση, να το αποκόψουν και να δώσουν «οδηγίες» ώστε να αντικατασταθεί με ένα υγιές λειτουργικό τμήμα. 

 

Ουσιαστικά συνίσταται σε τροποποίηση του DNA μέσω της επέμβασης στα κύτταρα του ασθενούς, με σκοπό τη ριζική και αποτελεσματική διόρθωση προβληματικών μερών του γονιδιώματος που συνδέονται με βαριές ή θανατηφόρες ασθένειες, όπως αυτή που εξετάζεται εδώ. Αυτό γίνεται π.χ. με μεταφορά, με τη βοήθεια ιών ως «οχήματα», οδηγιών για την παραγωγή «διορθωμένου» DNA στα κύτταρα του ασθενούς.

 

Στην περίπτωσή μας, χρησιμοποιήθηκε ένας αδενοϊός για να μεταφέρει ένα λειτουργικό κομμάτι του γονιδίου RPE65 στα κύτταρα του αμφιβληστροειδούς των ασθενών, σε διάφορες δόσεις, ώστε να βρεθεί η πιο αποτελεσματική. Από τους δυο ασθενείς που έδειξαν τη μεγαλύτερη βελτίωση, η 54χρονη Carlene Knight μπορούσε πλέον να βρει επιτυχώς το δρόμο της σε λαβύρινθο, υπό χαμηλό φωτισμό, ενώ στο ίδιο τεστ, πριν τη θεραπεία, είχε αποτύχει ακόμη και με έντονο φως.

 

Η θεραπεία πιθανόν να δοκιμαστεί και σε παιδιά με αυτήν την ασθένεια, καθώς έχουν περισσότερους ανέπαφους φωτοϋποδοχείς από τους ενήλικες με τη συγκεκριμένη πάθηση, με αποτέλεσμα να μπορούν να έχουν πολύ μεγαλύτερο όφελος. Είναι επίσης πιθανό ο νεότερος εγκέφαλος να προσαρμόζεται καλύτερα στην επεξεργασία των βελτιωμένων σημάτων όρασης.

 

Μάθετε λεπτομέρειες τόσο για αυτό το επαναστατικό ιατρικό εργαλείο, όσο και για πολλές άλλες τεχνολογίες που θα δούμε στο άμεσο αλλά και στο βαθύτερο μέλλον, στον τόμο ΙΙΙ του έργου «Τα φυσικά φαινόμενα», τον οποίο μπορείτε να αποκτήσετε από τη σελίδα μας με ένα μήνυμα, με έκπτωση και μηδενικά έξοδα αποστολής! Δώρο ένα φωτογραφικό ημερολόγιο τοίχου για το 2022.

 

Περισσότερα: https://www.science.org/.../crispr-helps-blind-woman-see...