Лечится нано

В медицине существует термин «стент», которым обозначается каркас из растягиваемой проволоки или пористая трубочка, которые вводят в какой-либо проток (например, в артерию, желчные протоки и др.) с целью предотвращения сужения его диаметра и улучшения тока жидкости через него. Стент, поверхность которого к тому же может содержать лекарственный препарат, вводится в пораженный сосуд и, расширяясь, вжимается в стенки сосуда, увеличивая его просвет, что позволяет наладить кровоснабжение сердца.

Теперь этот метод может получить существенное эффективное дополнение.

Используя наполненные лекарством железосодержащие наночастицы и управляя ими с помощью однородного магнитного поля, ученые и инженеры смогли провести ряд успешных экспериментов по снабжению сосудов лекарственными препаратами, что позволяет добиться гораздо более эффективных результатов лечения, чем при обычном стентировании. Эксперименты были проведены на клеточных структурах, выращенных вне организма, и на лабораторных крысах. Результаты работы опубликованы в статье в журнале Proceedings of the National Academy of Science.

Как отмечается в пресс-релизе данной статьи, успешные эксперименты могут заложить основу для нового медицинского метода лечения под названием васкулярное (сосудистое) магнитное воздействие.

«Это может стать основной технологической платформой в решении вопроса доставки лекарственных препаратов в больные или поврежденные области кровеносных сосудов», – предполагает руководитель исследования Роберт Леви, работающий на кафедре детской кардиологии в Детском госпитале Филадельфии.

Недостаток обычного стентирования заключается в том, что стенты покрыты специальными лекарственными препаратами, которые только один раз могут попасть в поврежденные области сосудов.

Использование магнитного поля и наночастиц позволяет сделать не один ввод лекарства в сосуды.

Леви и его коллеги создали наночастицы размером порядка 290 нанометров (что в 10–100 раз меньше красных кровяных телец), изготовленные из биоразлагающихся полимеров (что позволяет им распасться в организме без всяких последствий) и содержащие в себе частицы магнетита (оксида железа). За счет последнего на перемещение этих наночастиц можно влиять магнитным полем.

Так, ученые через катетер ввели в стентированную сонную артерию крыс содержащие в себе лекарственный препарат наночастицы. Затем часть крыс были подвергнуты направленному воздействию магнитного поля, которое по величине сопоставимо с магнитно-резонансной томографией.

У этих особей была отмечена более эффективная «доставка» лекарства в сосуды по сравнению с представителями контрольной группы, которые не находились под воздействием магнитного поля.

В настоящее время стентирование используется в основном для лечения заболеваний сердца. Есть ряд других болезней, в которых эта процедура применяется, но не дает большого эффекта. Например, у ряда больных диабетом проводится стентирование периферийных артерий, которые по размерам превосходят коронарные, из-за чего лекарства на поверхности стентов оказывается недостаточно.

Кроме того, стентированием исправляется ряд врожденных пороков сердца.

Используя методику Леви и его коллег, недостатки обычного стентирования, в частности, малое количество лекарства, получаемого сосудами при обычном стентировании, можно компенсировать.

Овсянка вместо метана

Одной из самых актуальных областей астрономии, которой в последнее время посвящается все больше и больше публикуемых научных работ, является поиск экзопланет – планет, которые вращаются не вокруг Солнца, а вокруг других звезд. Не проходит и месяца без появления новых сообщений об обнаружении одной или нескольких экзопланет, которые демонстрируют какие-то интересные признаки, позволяющие вновь задаться вопросом: одиноки ли мы во Вселенной?

Одной из таких экзопланет является GJ 436b, которая обращается вокруг небольшой звезды, находящейся на расстоянии 33 световых лет от нашей Солнечной системы.

Изучение этой экзопланеты ученые уже называют важным шагом на пути к открытию в ближайшие несколько лет планет, подобных Земле, на которых может существовать жизнь.

Такие громкие заявления имеют под собой серьезные основания. Американские ученые Университета Центральной Флориды (UCF), Массачусетского технологического института (MIT) и Университета штата Колумбии, которые исследовали эту экзопланету на основе наблюдений с космического телескопа Spitzer, рассказывают о них в статье в журнале Nature.

Результаты работы сами исследователи считают неожиданными.

Дело в том, что эта экзопланета, которая по всем показателям очень похожа на наш Нептун, согласно расчетам должна иметь плотную и объемную атмосферу с высоким содержанием метана и малым количеством углекислого газа.

Но вместо этого исследователи обнаружили в 7000 раз меньше ожидаемого количества метана и значительные запасы углекислого газа.

«Это совершенно неожиданный результат, – признался профессор физики из UCF Джозеф Харрингтон. – Это как будто обмакнуть хлеб во взбитые яйца, поджарить, а получить овсянку вместо гренок».

Используя наблюдения GJ 436b на космическом телескопе Spitzer, ученые измерили изменения света от звезды, вызванные прохождением планеты по диску звезды и за звездой. Определив разницу в момент этих двух событий, ученые смогли установить непосредственный вклад самой планеты в общее излучение системы.

Такая процедура была проделана для нескольких линий в инфракрасном диапазоне, где проводит наблюдения Spitzer. Интересно, что данная работа была проведена практически на пределе инструмента: «GJ 436b – это самая маленькая из экзопланет, чей прямой свет мы смогли зарегистрировать», – заявил ведущий автор работы Кевин Стивенсон из UCF.

Полученных данных ученым хватило, чтобы определить, какие молекулы составляют атмосферу планеты. Для этого ученые из MIT смоделировали миллионы химических смесей, чтобы подобрать те, что наилучшим образом соответствуют наблюдаемым. Так и был установлен дефицит метана и избыток углекислого газа.

Поскольку метана в атмосфере планеты GJ 436b оказалось сильно меньше, чем ожидалось, очевидно, что ученые должны быть более гибкими в разработке теорий, касающихся атмосфер экзопланет.

Что касается непосредственно самой экзопланеты GJ 436b, то, говорят ученые, она попадает в весьма хорошую компанию, очевидно имея в виду Землю.

«Если вы посмотрите на Землю издалека, вы будете удивлены, увидев кислородные соединения в ее атмосфере. Кислород вступает в химические реакции с какими-то элементами на поверхности Земли и другими газами в атмосфере, поэтому необходимо нечто, что могло бы его постоянно воспроизводить», – говорит Харрингтон. Он добавляет, что этим «нечто» на Земле является жизнь, и кислород, по сути, является «биологической подписью», то есть индикатором жизни.

Ученые намерены провести подобные исследования для других экзопланет и надеются найти там кислород и его «биоподписи», то есть, по сути, обитаемые миры.

«Мы продолжаем наступать, и это еще один шаг в этом направлении», – подытожил ведущий автор работы Кевин Стивенсон.