Kłucie komórek

Jednym z marzeń nanotechnologii, tym, które wiąże się z największymi chyba nadziejami, jest możliwość dyskretnego manipulowania przy użyciu nanorobotów już na poziomie pojedynczych komórek ciała ludzkiego – a szczególnie neuronów. Jednak z nanotechniką bywa podobnie jak z inżynierią genetyczną i klonowaniem – część z doniesień o przełomowych dokonaniach po pewnym czasie okazuje się być mocno przesadzona. Tyle że nie tym razem. Bo tym razem marzenie się spełniło.

Grupie naukowców z Illinois, wśród których znajdowali się Min-Feng Yu, Ning Wang i Yang Xiang, udało się bowiem nie tylko je ziścić, ale również zbliżyć się chyba do granicy tego, co jest fizycznie możliwe. Skonstruowali oni z azotku boru nanoigłę o średnicy 50 nanometrów (nanometr to jedna milionowa część milimetra), mogącą służyć, między innymi, do kontrolowania reakcji chemicznych bezpośrednio we wnętrzu komórek.

Drzwi do wnętrza komórki

Pokryta cienką warstwą złota i przymocowana do szklanej pipety nanoigła ta łatwo przenika przez ścianę komórkową i pozwala wprowadzić do wnętrza komórki jedną czy kilka molekuł. Te ostatnie przyczepione są właśnie do owej warstwy złota i bez problemu wnikają do cytoplazmy kiedy tylko końcówka igły znajdzie się we wnętrzu komórki.

Ale na molekułach możliwości nanoigły i w ogóle nanotechnologii się nie kończą. Bo możemy takiej komórce zaaplikować również coś, co fizyka nazwała kropką kwantową. To takie przestrzenne „pudełko” (o wymiarach rzędu nanometrów, rzecz jasna), które ograniczają – zamiast materialnych ścianek – bariery potencjału. A w środku zamkniętą ma cząsteczkę emitującą falę o długości porównywalnej z rozmiarem kropki właśnie. Zastosowanie kropek kwantowych w badaniach medycznych i biologicznych jest ogromne (prawdopodobnie nawet nie zdajemy sobie do końca sprawy z tego, do ilu zadań można je wykorzystać); jednym z podstawowych jest użycie ich jako niezwykle precyzyjnych znaczników. Teraz, z pomocą nanoigły, możemy je wprowadzić również do wnętrza komórki i, śledząc ich drogę nawet aż do jądra komórkowego, studiować jej dynamikę molekularną i fizyczną.

Tak więc dzięki nanoigle naukowcy mogą jak nigdy wcześniej śledzić, kontrolować i rejestrować proces dostarczania aktywnych molekuł do wnętrza komórki. Ale na tym zabawa się nie kończy. Bo nanoigłę taką można wykorzystać również jako sondę elektrochemiczną i bioczujnik optyczny. A w ten sposób powinniśmy móc śledzić z wielką dokładnością zachodzące we wnętrzu komórki reakcje pomiędzy białkami a cząsteczkami DNA czy RNA.

A kto może sobie wyobrazić, jakie możliwości nanoigła otwiera na polu walki z rakiem? Jedno jest pewne – w nadchodzącej przyszłości usłyszymy o nowatorskich terapiach z jej udziałem.