Projekt: Diamanty – najlepší priatelia onkologických pacientov

Brusel/Berlín 18. marca (TASR) – Diamanty sa dlhodobo považujú za najlepších priateľov žien. Výskumný projekt financovaný z prostriedkov EÚ však teraz preukázal, že jedinečné vlastnosti diamantov siahajú ďaleko za ich povestný lesk: ponúkajú prevratný nový spôsob ako odhaliť zárodky rakoviny oveľa skôr ako doteraz, čím otvárajú priestor pre účinnejšiu liečbu a potenciálnu záchranu životov nespočetného množstva onkologických pacientov. TASR o tom dnes informovala Jana Demková z agentúry Omnimedia.

Rakovina sa prejavuje abnormálnymi rastovými zmenami v ľudskej bunke. Ak by veda dokázala objaviť spôsob monitorovania procesov premeny v bunkách v reálnom čase, nielenže by mohla včas upozorniť na akúkoľvek potenciálnu abnormalitu, ktorá spôsobuje rakovinu, ale zároveň by mohla ponúknuť možnosť nápravy takejto abnormality pred jej rozšírením.

S cieľom riešiť túto výzvu vznikol v roku 2010 trojročný projekt DINAMO, ktorý združuje partnerov z Belgicka, Českej republiky, Nemecka, USA a Austrálie. Kľúčovou výzvou konzorcia bolo, že všetky doterajšie pokusy zlyhali, pretože nebolo možné nájsť spôsob dlhodobejšieho monitorovania procesov v živých bunkách bez narušenia ich normálneho fungovania.

Konzorcium projektu DINAMO sa zameralo na vývoj úplne novej techniky založenej na použití drobných kúskov diamantu známych ako nanodiamantové častice (NDČ). Projektový tím úspešne preukázal, že vďaka osobitnej kombinácii vlastností zistených v diamantoch sú NDČ obzvlášť vhodným materiálom na výrobu sond schopných rozlíšiť široké spektrum biomolekúl, od bielkovín po DNA. Takéto sondy by mohli byť použité na výskum molekulárnych procesov v bunkách na nanoúrovni.

V prvom rade, malá veľkosť NDČ im umožňuje preniknúť do jednotlivých bunkových membrán neinvazívnym spôsobom, ktorý nespôsobuje poškodenie buniek. Rovnako dôležité je, že NDČ sú "biokompatibilné" – inými slovami, môžu zostať v bunkách dlhší čas bez toho, aby mali vplyv na akékoľvek bunkové mechanizmy.

Navyše nanodiamantové častice je možné upraviť tak, aby mali rôzne jedinečné optické, elektrické a povrchové vlastnosti. Takto upravená sonda je po vložení do cieľovej bunky schopná zistiť a odovzdať informácie o procesoch, ktoré prebiehajú v jednotlivých rakovinových bunkách. Ako vysvetľuje koordinátor projektu DINAMO, profesor Miloš Nesládek (vedúci strategického výskumu v oblasti materiálovej fyziky na belgickom výskumnom inštitúte IMEC), medzi tieto "upravené" vlastnosti patrí luminiscencia a isté magnetické vlastnosti.

"Toto je na tomto príbehu to krásne," hovorí profesor Nesládek. "Luminiscencia aj magnetické vlastnosti sa menia v závislosti od interakcie nanodiamantových častíc s bunkovým prostredím, vďaka čomu získavame informácie o procesoch, ktoré sa v bunke dejú. Vývoj tejto sondy prebieha na univerzite v Stuttgarte v Nemecku."

Okrem toho spolupráca v oblasti výskumu medzi nemeckou univerzitou Julius Maximilians Universität Würzburg a Akadémiou vied v Českej republiky preukázala, že je možné meniť povrchové vlastnosti diamantových častíc tak, aby na ne bolo možné pripevniť určité biomolekuly, ako napr. primárne molekuly DNA. Tieto biomolekuly môžu po presnom vložení do cieľovej bunky merať, monitorovať alebo dokonca zmeniť biologické elementy bunky. NDČ sa takto stávajú nielen nástrojom na monitorovanie a detekciu predrakovinových zmien, ale môžu ich aj odstrániť.

"Vďaka tejto kombinácii vlastností sú NDČ jedinečné svojou schopnosťou nielen sledovať a poskytovať snímky bunkových procesov a biomolekulárnych udalostí, ale tiež zabezpečiť presne cielené dodanie osobitných biomolekúl na potenciálne liečebné a monitorovacie účely," hovorí profesor Nesládek.

Projekt DINAMO sa doteraz zameral na využitie sond s nanodiamantovými časticami v súvislosti s rakovinou prsníka a hrubého čreva a konečníka, ale podľa profesora Nesládka neexistuje nijaký dôvod, prečo by sa táto metóda nemohla uplatniť všeobecne na celý rad iných druhov rakoviny. Z výsledkov pokusov na univerzite Northwestern University v USA je zrejmé, že využívanie NDČ na zabezpečenie liečby nádorov pomáha znížiť toxické vedľajšie účinky spojené s existujúcimi liekmi a zefektívniť liečbu.

Ale tu príbeh nekončí. Jedným z kľúčových zostávajúcich cieľov projektu DINAMO je podľa profesora Nesládka preskúmanie možnosti použitia sond NDČ na odhalenie rakovinových kmeňových buniek. Ide o bunky, ktoré sa pravdepodobne nachádzajú v jadre rakoviny a spúšťajú opätovný rast nádorov po prvotnej liečbe. Na odhalenie týchto buniek v súčasnosti neexistuje žiadna diagnostická metóda.