Nanomedicina - Doba Molekularne Medicine

    U razmerama ćelije ljudskog tkiva, i najfiniji laserski skalpel donosi samo razaranje. Naravno, posledice brutalnog uništavanja koje živom tkivu nanosi hirurgija, s vremenom se ublažavaju zahvaljujući sposobnosti ćelija da se same regenerišu. Ali, ozdravljenje bi moglo da nastupi mnogo brže da hirurških rezova uopšte i nema. Kako je to moguće?

    Moguće je - korišćenjem instrumenata koji su manji od ćelije, koji bi ušli u telo i bez razaranja obavili svoj posao. Doskora, ovo je bio samo san pisaca naučne fantastike, ali danas je nanotehnologija odnosno stvaranje robora i instrumenata čija se veličina meri molekulima. istraživanje u koje se polažu velike nade čovečanstva kada je zcravlje u pitanju. Ako se zna da je prečnik crvenog krvnog zrnca 7,5 mikrometara, instrument od 100 nanometara - 0.1 mikrometar, mogao bi bez teškoća da istraži sistem krvnih sudova i uđe u svaku ćeliju.
    Tokom unutrašnjeg putovanja, mikroskopski roboti opremljeni kamerama, koji se konstruišu bukvalno atom po atom, dali bi potpuno preciznu sliku tkiva i fizioloških funkcija. Neke brupe ćelija bile bi analizirane na licu mesta i lekari bi trenutno dobili detalje ćelijske i molekularne aktivnosti. Nano roboti bi odmah davali i sve podatke o uslovim u organizmu. Robot od desetak nanometara bio bi u stanju da detektuje promenu pritiska od 0.1 atmosfere. Veoma brzo, ti nano istraživači ljudskog tela umeće da uzmu minijaturne uzorke tkiva i iznesu ih na daljnju analizu, sa svim ostalim podacima koje su prikupili, a beležiće i sve nenormalne promene na oje naiđu, poput ćelija raka.

    Da se ne radi o utopiji koja eć biti ostvarena u dalekoj budućnosti nego o realnoj tehnologiji čiji smo savremenici govori i sledeće:
- Istraživači laboratorije Sandija u SAD napravili su minijaturni motor gotovo nevidljivih delova. U budućnosti, taj motor će moći da pokreće krajnje sićušne instrumente koji će telo lečiti iznutra.
- Hemičari univerziteta u Mičegenu u SA, napravili su najmanju sondu na svetu, debljine hiljaditog dela dlake. Mogućnosti primene su gotovo neograničene.
- Australijski hirurzi ugradili su u slušni nerv jedne mlade gluve žene sićušnu sondu i tako uspeli da joj delimično povrate sluh.
- Naučnici Univerziteta u Oregonu u SAD, uspeli su da pomoću laserskog zraka izmere sile koje deluju na jedan jedini lanac dezoksiribonukleinske kiseline. To saznanje omogućiće im da iskopiraju ćeliju.
   

    Svi sadašnji lekovi se, bez ikakve diskriminacije, šire celim telom i uzrokuju manje ili više zloćudne promene na zdravim tkivima. Hemoterapija, na primer, truje svo zdravo tkivo u pokušajima da uništi ćelije raka. Bilo bi idealno ako bi ona mogla da deluje samo na bolesne ćelije, a da okolno zdravo tkivo ostavi na miru. Veliki broj farmaceutskih laboratorija danas radi na minijaturnim kapsulama koje bi se unosile u telo tako da ciljaju i uništavaju samo bolesne ćelije.
    Današnje preteče tih nanokapsula budućnosti jesu takozvani kontrastni proizvodi, koji se već godinama koriste u medicini. Kontrasti se unose u organizam da bi se omogućilo snimanje skenerom, ultrazvukom i slično. Reč je o mikrokuglicama veličine 2-3 mikrometra, čije kretanje kroz telo može da se prati. Kada se, recimo, srčani mišić posmatra ultrazvukom, zone kojima kruže mikrokuglice kontrasta na ekranu blistaju, dok tamne zone ukazuju da mišić u tim delovima više ne funkcioniše. Da bi se u krvotok unele takve materije, proizvode se mikrokapsule od biorastvorivih polimera koje mogu da se ispune vazduhom ili gasom.
    Ali, laboratorije već rade i na drugim primenama takvih kontrasta. Za početak, spoljašnja površina mikrokapsula obrađuje se na specifičan način. Na njihovu površinu pričvršćuje se jedan enzim antitela ili antigena tako da se može tačno doći do određenog dela organizma. Eksperimenit na životinjama već su pokazali da unošenjem tako hemijski programiranih mikrokapsula možemo vrlo precizno da ciljamo određeni organ.
    Lekari pomoću enografa najpre provere da li su mikrokapsule stigle do cilja - određenog organa, grupe obolelih čelija i slično, , a onda pojačavaju akustičnu moć aparata. Pod ultražvučnim talasima sadržaj kapsule vibrira, one se zatim lome i oslobađaju malu količnu supstance koja se širi na ciljne ćelije. Baš tu i samo tu gde je potrebno. Umeso kontrasta, u njima može da se nađe i lek.
    Proizvodnja, pa i davanje lekova, danas je proces koji se bazira na približnom doziranju. Efikasnost formule pak zavisi od molekularnog sadejstva koje se nikako ne može kontrolisati i gde su sve varijacije moguće. Statistički gledano, najveći deo reakcija na lek je očekivan. Ali, dosta je hemijskih međureakcija koje proizvode otrove u organizmu.

    Sa molekularnom nanotehnologijom te nepreciznosti će nestati. Rukovanjem na nivou atoma već je sasvim moguće dobiti čiste molekule leka koji će proizvesti samo željene reakcije. Lek će tada biti samo lek, bez sekundarnih nus pojava. Iako će biti potrebno izvesno vreme da bi se ta saznanja iz laboratorija prenela u apoteke, treba istaći da je 'nanonizacija' aktivnih komponenti lekova već u dubljoj fazi kliničkih ispitivanja.
    Američko preduzeće Nanosistemi razvilo je spravljanje leka od nanometrijskih čestica od 400-80 nanometara. Tako mali kristali čistog leka zatim se obavijaju finim slojem polimera, da se ne bi međusobno ponovo slepili i stavljaju u potpuno čist i neškodljiv rastvor. Time se postižu dve stvari:
- prvo, organizam neuporedivo lakše apsorbuje sićušne čestice leka
- drugo, lek je savršeno čist - u njemu nema nikakvih nusproizvoda koji bi mogli da izazovu negativne reakcije sa bilo kojim moelkulima u telu.
    Nanosistemi su licencu za razbijanje leka prodali najvećim svetskim farmaceutskim kućama i svi su započeli obimna klinička ispitivanja svojih lekova obrađenih na taj način.


    Novi metod lečenja prevashodno će se primenjivati na razne oblike raka - jetre, dojke, prostate i da bi se potpuno eliminisale metastaze. Metastaze su ćelije raka koje se šire krvotokom i 'kače' za druge delove organizma gde mogu da nastave da bujaju. Isto tako će moći da se rastvaraju ugrušci krvi koji začepljuju krvne sudove.
    Druga moguća primena medicinske nanotehnologije jeste popravka obolelih krvnih sudova. Oslabljeni krvotok može znatno da ošteti tkivo, jer u njega ne stiže dovoljno kiseonika. Takav nedostatak kiseonika mogao bi da se ublaži obogaćivanjem krvi minijaturnim ćelijama veštačke krvi - kuglicama prečnika 100 nanometara ispunjenim kiseonikom pod velikim pritiskom. Membrana tih kuglica bila bi tako napravljena da u krvotoku stalno otpušta onoliko kiseonika koliko je to potrebno. Kako čovek tokom odmora u proseku sagoreva 250 mililitara kiseonika u minutu - tokom napora sagorevanje je do deset puta veće, litar kuglica sa kiseonikom pod pritiskom od 1000 atmosfera bio bi dovoljan da snabde ljudski metabolizam tokom 36 sati. Još savršeniji sistemi oslobađali bi kiseonik tek kada njegov nivo u određenim elovima organizma padne ispod kritične crte. Nanokuglice bi u tom slučaju delovale kao rezerva kiseonika.
    Možda sve ovo izgleda kao utopija, ali istraživanja i sredstva koja se već primenjuju dokazuju da nismo u pravu. U toku je proces koji će zauvek promeniti medicinu, tako da ona postane uspešnija, a dijagnostičke metode potpuno bezbolne.