"Backpacking" Bacteria Ferry Nano-Medikamente

Wissenschaftler, die nach Möglichkeiten suchen, winzige Dosen von Medikamenten, sogenannte "Nanomedikamente", an die richtigen Stellen im menschlichen Körper zu bringen, haben sich zu "Rucksack-Bakterien" umgeschwenkt, um die Fracht zu befördern.
In dieser Woche berichtete Dr. David H. Gracias von der Johns Hopkins Universität in Baltimore, Maryland, auf der 243. Tagung der American Chemical Society (ACS) in San Diego über die Fortschritte, die er und sein Team dabei machen Bereich.
Gracias sagte der Presse:
"Cargo-tragende Bakterien können eine große Blockade bei der Verwendung von Nanomedizin zur Prävention, Diagnose und Behandlung von Krankheiten sein."
Die Nano-Technologie beschäftigt sich damit, ultraflache Geräte herzustellen, die klein genug sind, um eine Million Stück auf den Stiftkopf zu passen. In der Medizin geht es darum, Partikel, Medikamente, Sensoren und andere Materialien an präzise Stellen im menschlichen Körper zu transportieren.
Aber es ist nicht leicht, autarke Motoren und Antriebsmechanismen in dieser Größenordnung zu entwickeln: So wenden sich Wissenschaftler verstärkt der Natur zu, wo Organismen wie Bakterien bereits im richtigen Massstab sind und sich selbständig bewegen können.
Wie Gracias erklärte:
"Gegenwärtig ist es schwierig, Mikropartikel oder Nanopartikel zu entwickeln, die unter biologisch relevanten Bedingungen in genau definierten Bahnen selbstbewegliche Bewegungen ausführen können."
"Bakterien können dies leicht tun, und wir haben festgestellt, dass Bakterien Fracht transportieren können", fügte er hinzu.
Der andere Vorteil bei der Verwendung von Bakterien ist, dass sie auf spezifische biochemische Signale reagieren. Es ist zum Beispiel möglich, ihre Richtung und ihr Ziel im Körper zu kontrollieren, so dass sie, sobald sie ihr Ziel erreicht haben, sich niederlassen, ihre "Ladung" ablegen und natürlich wachsen.
Bakterien sind dem menschlichen Körper nicht fremd: sie sind mit ihnen auf unserer Haut bedeckt, und unsere Eingeweide beherbergen Milliarden von ihnen. In der Tat übersteigt die Gesamtpopulation von Bakterienzellen, die wir beherbergen, die Population unserer menschlichen Zellen um 10 zu 1.
Während das Wort Bakterien Gedanken von Krankheit und Infektion heraufbeschwören kann, sind viele sicher und ziemlich harmlos, wie die Kolonien in unseren Eingeweiden, die für die Verdauung von Nahrung wesentlich sind.
Gracias und seine Kollegen haben sich für diese sicheren Arten von Darmbakterien entschieden, um die idealen "Lasttiere" für den Transport von Nanomaterialien mit optischen, elektrischen, magnetischen, elektrischen oder medizinischen Eigenschaften zu finden.
Bisher haben Gracias und sein Team die Backpacking-Bakterien mit verschiedenen Formen und Größen von "Fracht" -Material getestet. Zum Beispiel haben sie sie verwendet, um Nanodrähte, Kügelchen und lithographisch hergestellte Nanostrukturen zu transportieren.
Andere Teams arbeiten auch mit Bakterien, um Nano-Ladungen zu transportieren. Zum Beispiel hat ein Team "bakterielle Teppiche" aus einer großen Anzahl von Bakterien hergestellt, um winzige Materialstücke zu bewegen.
Aber Gracias und sein Team konzentrieren sich darauf, einzelne Bakterienzellen zum Transport einzelner Frachtstücke zu bringen, was sie "biohybride Geräte" nennen. Die Biohybridgeräte können sich frei bewegen, wenn ihre Gepäckrucksäcke angebracht sind.
Gracias sagte, dass sich ihre Arbeit noch in einem sehr frühen, explorativen Stadium befindet. Sie experimentieren mit vielen verschiedenen Dingen, um zu sehen, was sich bei der Verwendung von Bakterien als Backpacker für Nano-Medikamente als nützlich erweisen könnte.
"Unsere nächsten Schritte wären, die Durchführbarkeit der Backpacking-Bakterien für die Diagnose und Behandlung von Krankheiten in Laborexperimenten zu testen. Wenn das möglich ist, würden wir zu Tests mit Labormäusen übergehen", erklärte Gracias und erklärte:
"Dies könnte einige Jahre dauern."
Geschrieben von Catharine Paddock

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