Strumień powietrza zamiast zastrzyku

Nikt nie lubi zastrzyków - przypominają naukowcy z The University of Texas, Dallas, którzy opracowali metodę na zastąpienie kłucia ciała igłą. Wystarczyć ma strumień powietrza przykładany do skóry pod niewielkim ciśnieniem.

Nad podobną techniką pracowano już od lat 60., ale bez większego powodzenia. We wcześniejszych podejściach próbowano wstrzykiwać w ten sposób wąski strumień cieczy. Takie zastrzyki powodowały ból, a ciecz nierzadko rozlewała się na boki. Istnieją też urządzenia do "wstrzykiwania" materiału genetycznego, jednak kosztują dziesiątki tysięcy dolarów i wykorzystują drogie, a przy tym nieobojętne dla organizmu cząsteczki zbudowane ze złota i wolframu.

Badacze z Dallas pokonali tę przeszkodę dzięki tzw. cięciom metaloorganicznym (https://www.youtube.com/watch?v=uIgbveZrz1E&feature=youtu.be). Są to mikroskopijne, krystaliczne struktury działające trochę jak klatka chwytająca różne cząsteczki. Można w nich zatem uwięzić aktywne substancje różnorodnych leków czy szczepionek - zauważyli naukowcy.

Jak się okazuje, cząsteczki MOF z uwięzionymi w nich molekułami można bez większego trudu wprowadzić pod skórę z pomocą powietrza pod ciśnieniem. Zamiast powietrza badacze wykorzystują jednak głównie dwutlenek węgla. Wybrali ten gaz, ponieważ powoduje on miejscowe, niewielkie zakwaszenie, a użyte MOF-y w takim środowisku szybko się rozpadają i uwalniają wprowadzaną cząsteczkę. Oznacza to jednocześnie, że z pomocą składu nośnego gazu można regulować prędkość uwalniania leku czy szczepionki. "W porównaniu do złota, nasz nośnik jest niedrogi i dobrze chroni biologiczny materiał, jak np. kwasy nukleinowe" - podkreśla Yalini Wijesundara, współautorka wynalazku.

Bezbolesna aplikacja pod skórę to tylko jedna z zalet i być może, wcale nie najważniejsza. "W takim proszku możemy przechowywać szczepionki w temperaturze pokojowej, co eliminuje potrzebę stosowania ekstremalnie niskich temperatur, jak to ma miejsce w przypadku wielu szczepionek zawieszonych w cieczy" - dodaje badaczka.

Z pomocą nowej metody badacze nauczyli się także wprowadzać cząsteczki do wnętrza komórek. Jak twierdzą, jest to równie łatwe, jak "wycelowanie i strzelenie". W ramach eksperymentów wprowadzili już np. ukryte w MOF białko do organizmów myszy, a testowe geny - do komórek cebuli, co wskazuje na możliwość zastosowania metody także w rolnictwie.

Obecnie badacze pracują nad wykorzystaniem nowej metody do skuteczniejszego podawania leków przeciwko czerniakowi. Dzięki cząstkom MOF można, jak uważają, rozprowadzić lek w nowotworowym guzie znacznie bardziej równomiernie, a także precyzyjnie regulować czas jego oddziaływania.

Wczesne badania przynoszą obiecujące rezultaty - informują naukowcy. Ich praca będzie zaprezentowana w ramach wiosennej konferencji American Chemical Society (ACS).

Marek Matacz