Nanotechnologie-Forschung könnte wie Krebs und andere Krankheiten heilen.

Genetische Krankheiten möglicherweise bald der Vergangenheit dank Nanotechnologie, die winzige Teilchen an Zellen zu manipulieren und verändern unsere DNA beschäftigt

Hier ist wie Krebsbehandlung oft läuft heute: ein Patient entwickelt einen aggressiven Tumor. Ein Chirurg tätig ist, den Tumor zu entfernen, aber ein paar Krebszellen bleiben, versteckt in den Körper. Chemotherapie wird verabreicht, Patient und Krebszellen zu schwächen. Aber der Krebs stirbt nicht; Es kommt zurück und der Patient schließlich tötet.

Nun stellen Sie sich ein anderes Szenario. Nach der Operation werden Stränge der DNA verankert in winzige Goldpartikel in den betroffenen Bereich injiziert. Die DNA Stränge binden, um die Tumorzellen töten sie direkt, ohne die Hilfe von Chemo. Die gesunden Zellen rund um den Tumorzellen, die die Tumor-gen exprimieren nicht, bleiben unberührt.

Und schon sind die Tumor-Zellen-Nachzügler, unschädlich auf genetischer Ebene korrigiert. Der Patient ist geheilt, und ohne Monate Chemotherapie und seine brutalen Nebenwirkungen: Haarausfall, Übelkeit und extreme Schwäche.

Die Zukunft der Medizin wird nicht konzentrieren sich auf die Behandlung der Symptome einer Krankheit nach Reseachers: Es konzentriert sich auf auf genetischer Ebene heilen.

Nanotechnologie, die Wissenschaft des Arbeitens mit Teilchen, ein Milliardstel eines Meters ermöglicht potentiell eine Vielzahl von Krankheiten heilen Wissenschaftler, Genexpression auf zellulärer Ebene zu ändern.

"Nanotechnologie medizinische Entwicklungen in den kommenden Jahren müssen eine Vielzahl von Anwendungen und könnte möglicherweise eine große Anzahl von Leben zu retten", sagt Eleonore Pauwels, Senior associate und Scholar am Wilson Center, eine Politik der interdisziplinären Forschungszentrum.

Die Wissenschaft der Verwendung von Nanopartikeln erhielt seinen Anfang mit einem Vortrag von theoretischer Physiker Richard Feynman im Jahr 1959, aber wegen der technischen Herausforderungen ist es erst in den letzten 10 Jahren oder so, dass die Technologie für die medizinische Praxis wirklich abgenommen hat.

Herauszufinden, wie man konsequent die richtigen Nanopartikel erstellen, in das richtige Gewebe zu erhalten, stellen Sie sicher es wird nicht abgebaut und tut, was es war programmiert zu tun ist, dauerte einige Zeit.

Die Wissenschaft der Nanotechnologie hängt von der Tatsache, dass wenn die Dinge extrem klein, sie anders funktionieren. Protein, ist beispielsweise ein natürlich vorkommendes Nanopartikel. Ein einziges Protein-Molekül ist eine sehr andere Entität als ein menschliches Wesen, das aus vielen Eiweiß-Molekülen besteht.

Gold, die häufig in der Medizin verwendet wird, ist rot, wenn Sie in kleinste Partikel zerlegt. Dass mikroskopisch kleine leuchtend roter Farbe für Jahrhunderte verwendet worden ist, rot gefärbten Glas seine Farbe geben.

"Aufgrund ihrer geringen Größe, Nanomaterialien haben einzigartige Eigenschaften, die nicht im größeren Maßstab: erhöhte Fläche, kostenlos, Reaktivität und anderen physikalisch-chemischen Eigenschaften, die beeinflussen können, wie Nanomaterialien mit biologischen Einheiten, wie Zellen interagieren", sagt Sara Brenner, Assistant Professor für Nanobioscience am SUNY Polytechnikum.

Wissenschaftler sind diese Eigenschaften erstelle ich neue Behandlungen nutzen lernen. Eines der mächtigsten Beispiele verwendet DNA, sagt Chad Mirkin, Professor an der Northwestern University und Direktor des internationalen Instituts für Nanotechnologie.

Die DNA ist Rod geformt und normalerweise wäre nicht in der Lage, Zellen, geben die Schutz gegen Eindringen von fremden DNA-Abschnitte entwickelt haben. Aber mithilfe von Nanotechnologie können viele kleine Schnipsel von DNA an eine kleine, Runde synthetischen Kern befestigt werden. Die Rezeptoren auf Zellen, die Stab förmige DNA blockieren würden nicht erkennen, die kleinen Kugeln von DNA und lassen Sie es eingeben.

Mithilfe dieser Eigenschaft wird eine ganz neue Klasse von Behandlungen für genetische Krankheiten entwickelt.

Durch die Möglichkeit, DNA in vorhandene Zellen einfügen, Wissenschaftler können "Krankheit in ihrer genetischen Wurzel angreifen und Ausschalten Rezeptoren, die wie ein Zellfunktionen regulieren einen Krankheit Weg in seinem Titel zu stoppen", erklärt Mirkin.

Gerade jetzt, der Großteil der Forschung in die Entwicklung von Therapien mit Bereichen der DNA ist fokussiert auf Erkrankung der Leber, sagt Mirkin, wie alles, was eine Person beteiligt ist, gehen in der Leber verarbeitet werden. Ein weiterer Bereich der Erforschung von Nanotech-Behandlungen ist die Haut, wie die Behandlung topisch, angewendet werden kann, macht es einfach, ein Bereich abzielen.

"Einsatzmöglichkeiten sind nahezu endlos", erklärt Brenner. "Aber einige Bereiche der Untersuchung gerade jetzt für die Gentherapie sind, Krebs, Diabetes, AIDS, Mukoviszidose und Herz-Kreislauferkrankungen."

Wie Fortschritte in der Forschung in die Verwendung von Nanopartikeln, erhoffen sich die Wissenschaftler um bestimmte Signale in den Zellen nicht einfach abschalten, aber legen schließlich auch Gene für Mängel zu korrigieren und komplexere Krankheiten heilen zu können. Gen-Therapie genannt, würde es bedeuten, Einfügen von größeren Fragmente von DNA in Zellen, die fehlerhafte DNA haben. Beispielsweise wird durch ein fehlerhaftes Gen namens CFTR Mukoviszidose verursacht. Wenn Wissenschaftler herausfinden können, erhalten eine mangelfreie Kopie des Gens in die Zellen zu korrigieren, können sie die Krankheit zu heilen.

"Rund 4.000 Krankheiten wurden gefunden, haben eine genetische Komponente und sind daher potentielle Ziele für die Gentherapie," je nach Brenner.

Während Nanotechnologie das Potenzial hat, Medizin und so sehen wir die Behandlung von Krankheiten zu revolutionieren, gibt es noch Knicke zu erarbeiten. Einige der Herausforderungen mit Nanotechnologie gehören wie Nanopartikel in die richtigen Zellen und Gewebe zu erhalten und wie man sie in die Zellen sicher ohne Nanopartikel entwürdigend.

Die Nanotechnologie ist jedoch noch in den Kinderschuhen. Es ist erst vor kurzem konnten wir Mikroskope zu produzieren, die uns zu sehen und zu manipulieren, Nanopartikel erlaubt.

Forschung braucht Zusammenführung verschiedener Disziplinen wie Biologie, Chemie, biomedizinische Technik und Physik. Aber die Pharmazie-Unternehmen haben bereits begonnen Arbeiten zum Erstellen von Anwendungen mit Nanotech, und viele sind in verschiedenen Stadien der Entwicklung jetzt. "Es ist kein frommer Wunsch," sagt Mirkin. Möglichkeit zur Heilung von genetischen Krankheiten aller Art ist am Horizont.