21. Osasun Jardunaldiak: Ikerkuntza: ezagutzatik ekintzara
Nano-imanen zenbait erabilera medikuntza arloan
Egileak: Ana García Prieto, Estibaliz Apiñaniz
Laburpena
Nanopartikula magnetikoak iman nanometrikoak bezalakoak dira. Hala ere, imanek ez bezala, nanometrikoak izateagatik oroimen magnetikoa galtzen dute. Hau da, nanopartikulak erakar daitezke eremu magnetiko bat erabilita, baina eremua kendu ondoren nanopartikulek oroimena galduko dute eta ez dira itsatsita geratuko. Ezaugarri hori oso garrantzitsua da nanopartikula magnetikoak medikuntzan erabilgarriak izateko, horrek esan nahi duelako nanopartikulek ez dituztela aglomeraturik sortuko eta beraz, odol-zirkuituan ibiltzeko gai izango direla. Testu honetan azalduko dugu gaur egun medikuntzan ikertzen ari diren nano partikula magnetikoen zenbait aplikazio, besteak beste, nano partikula hauek erabil daitezke erresonantzia magnetiko nuklearretan kontraste moduan, zelulen bereizketan, eskualde finko bateko tenperatura igotzeko (hipertermia) edo kanpo eremu magnetikoak erabiliz, farmakoak xede-ehunetara garraiatzeko.
Sarrera
Nanoteknologia nanometro tamainako egiturak ikertzen dituen zientzia da. Partikula nanometriko batek 1 nm = 10-9 m neurtzen du. Izaki biologiko batzuekin konparatuta (zelulak (10000-100000 nm), birusak (20-450 nm) proteinak (5-50 nm) eta geneak (2 nm zabal eta 100 nm luze) nanopartikulen dimentsioak horien neurrikoak edo txikiagoak izan daitezke eta beraz horiek aztertzeko erabil daitezke.
Materialen propietateak aldatzen dira eskala makroskopikotik nanometrikora iragatean. Hala gertatzen da propietate magnetikoetan ere. Imanek, eskala nanometrikoan, oroimen magnetikoa galtzen dute. Hau da, superparamagnetiko bihurtzen dira. Horrek esan nahi du ez dagoela nanopartikulen arteko erakarpenik baina aplikatutako eremu magnetiko batekin erakarriak izan daitezkeela. Elkarri erakartzen ez diotenez, ez dira aglomeraturik edo tronborik sortuko eta odol zirkuituan ibiltzeko gai izango dira.
Hori dela eta, azken urteotan nanopartikula magnetikoek medikuntza arloan daukaten potentziala ikertzen ari dira, bai diagnostikoan bai terapian[1]. Jada 60ko hamarkadan ferrofluidoak (nanopartikula magnetikozko disoluzio egonkorrak) erabili ziren garezurraren barneko aneurismetan kontrolpeko tronbosiak egiteko. Hala ere, garai horietako baliabideak mugatuak ziren bai partikulak ekoizteko bai ezaugarritzeko. Horregatik, nanopartikula magnetikoen erabilera oso murritza izan da ondorengo hamarkadetan. Hala ere, gaur egungo teknologia berriek hobetu egin dituzte nanopartikulen sintesi eta analisi prozesuak, eta era berean, estaldura sofistikatuagoak eskaini dituzte. Hori dela-eta, abiada bizia hartu du nanopartikula magnetikoen ikerkuntzak medikuntzan.
Nanopartikula magnetikoak biomedikuntzan
Nanopartikula magnetikoak biomedikuntzan erabili ahal izateko superparamagnetikoak izateaz gain biobateragarriak ere izan behar dute. Horregatik, gehienetan burdin oxidoak erabiltzen dira (magnetita – Fe3O4 , edo maghemita - Fe2O3), zelulek burdin oxidoak mekanismo biokimiko arruntak erabiliz metabolizatu baititzakete. Dena den, aukeratutako material magnetikoa biobateragarria ez bada, nanopartikulak dextrano, polietineglicol edota polimeroekin estal daitezke. Estaldurak, babestu egiten ditu ehunak toxikoak izan daitezkeen partikuletatik eta horretaz gain, beste eginkizun batzuk ere baditu. Besteak beste, estaldurak farmakoak itsastea ahalbideratzen du, erretikulu-endotelio sistemaren bidezko ezagutzea oztopatzen du eta partikulen ingurumenarekiko egonkortzea hobetzen du.
Erabiltzen diren merkatuko nanopartikula horiek 5-8 nm-ko burdin oxidozkoak izaten dira eta agregatuak (aleak) osatzen dituzte. Estaldura ere badaukate, eta beraz, guztira, haien diametroa 20 nm eta mikra batzuen artekoa da. Aleen tamainak mugatzen ditu aplikazioak. Adibidez, aleak handiak badira (40 nm eta 3.5 mikra artekoak), erretikulu-endotelio sistemak erraz detektatuko ditu eta gibelera, barera, giltzurrunetara edota bizkarrezur-muinera eramango ditu, gorputzeko beste ehunetara joatea saihestuz. Beste alde batetik, aleak txikiagoak badira, denbora gehiago iraungo dute odol-zirkulazioan organismoak antzeman aurretik.
Aplikazioak
Gaur egun medikuntzan ikertzen ari diren nanopartikula magnetikoen aplikazioetariko batzuk hauexek dira:
1. Kontraste moduan erresonantzia magnetiko nuklearretan
Nanopartikula magnetikoak beltzak agertzen dira erresonantzia magnetiko nuklearreko scanerretan. Hori dela eta, gaur egun nanopartikulak metabolizatzen dituzten organoen scanerrak egiteko erabiltzen dira hain zuzen ere, bereziki gibela, barea eta giltzurrunak.
2. Zelulen bereizmenean
Nanopartikula magnetikoen gainazalean antigorputz espezifikoak itsats daitezke. Horrela, nanopartikulak bereiztu nahi diren zeluletara itsatsiko dira eta eremu magnetikoak erabilita erakar ahal izango dira nanopartikulak eta baita interesatzen zaizkigun zelulak ere. Bai aplikazio hau, bai aurrekoa ere, jada erabiltzen dira gaur egun laborategietan.
3. Lekuan lekuko beroketa (hipertermia)
Hipertermia deritzen tratamenduetan beroa erabiltzen da minbizi-zelulak hiltzeko. Eremu magnetiko aldakor batean nanopartikula magnetikoak berotu egiten direla jakinda, nanopartikula magnetikoak minbizi-zelulei itsastea lortzen bada, lor daiteke kanpo eremu aldakor batekin nanopartikulak berotzea eta beraz, baita horiei lotuta dauden minbizi-zelulak berotzea ere, inguruan dauden zelula osasuntsuak kaltetu gabe. Nanopartikula magnetikoen bidezko hipertermia erabiliz etorkizunean erabilgarritasun handia izan dezaketen testak egin dituzte jada animaliengan eta zelula-hazkuntzan [2]. Gaur egun gizakiengan oraindik erabiltzen ez den arren, hipertermia magnetikoaren bidezko lehenengo entsegu klinikoak egin ziren 2007. urtean garuneko tumorea tratatzeko.
4. Farmakoen garraio bideratua
Farmakoak organo edo xede-ehun batera gidatu ahal izateak farmakoen albo ondorioak saihestuko lituzke. Helburu horrekin, nanopartikula magnetikoak farmako gidari gisa nola erabili ikertzen ari dira gaur egun.
Hau da, farmakoak partikula magnetikoetan edo partikula magnetikoen estalduretan itsatsiko bagenitu, iman baten bidez kokatu nahi ditugun lekura erakarri ahal izango genituzke, eta horrela ez lirateke hedatuko organo osasungarrietara. Ziur aski, hau da nanopartikula magnetikoen aplikazio garrantzitsuenetariko bat.
Hala ere, oraindik bide luzea dago entsegu klinikoetan nanopartikula magnetikoak gidari gisa erabiltzera iritsi aurretik. Arazoak, partikula egokien sintesiaz gain, partikula horiek erakartzeko erarekin lotuta daude. Izan ere, agian arazo larriena da indar magnetikoa oso azkar murrizten dela distantziarekin. Ondorioz, momentuz ez da posible ehun sakonetara ailegatzea kanpoko eremu magnetikoen bidez eta horren irtenbidea inplanteak jartzea litzateke.
Dena den, itxaropentsuak diren testak egin dira jada animaliengan. Adibidez, ikertzaile batzuek lortu dute nanopartikula magnetikoz betetako ama zelulak gidatzea kaltetutako arteriaren leku finko batera [3]. Beste aldetik, nanopartikula magnetikoz betetako aerosol tantak birikitako tumore batera hurbildu dituzte punta itxurako elektroimana erabilita [4].
Ondorioa
Medikuntza arloan nanopartikula magnetikoekin lotutako aplikazioak ugariak eta oso interesgarriak dira, adibidez, minbiziaren aurkako tratamendu eta diagnostikoetan. Potentzial hori dela-eta, abiada bizia hartu du nanopartikula magnetikoen ikerkuntzak medikuntzarekin lotutako teknikak gizakietan ahalik eta lasterren erabili ahal izateko.
Erreferentziak
[1] Q.A. Pankhurst, N.T. Thanh, S.K. Jones and J. Dobson, J. Phys. D: Appl. Phys. 42 (2009) 224001
[2] A. Jordan, R. Scholz, P. Wust, H. Fähling, J. Krause, W. Wlodarczyk, B. Sander, T. Vogl, R. Félix, Int. J. Hyperthermia 13 (1997) 587
[3] P. Kyrtatos, P. Lehtolainen, M. Junemann-Ramirez, A. García Prieto, A.N. Price, J.F. Martin, D.G. Gadian, Q.A. Pankhurst, M.F. Lythgoe, J. Am. Coll. Card. Intv. 2 (2009) 794
[4] P. Dames, B. Gleich, A. Flemmer, K. Hajek, N. Seidl, F. Wiekhorst, D. Eberbeck, I. Bittmann, C. Bergemann, T. Weyh, L. Trahms, J. Rosenecker, C. Rudolph, Nature Nanotechnology 2 (2007) 495-499
Aldaketa nagusiak
1.- pertsonengan, gizakiengan, animaliengan… iruditzen zaizu honela? edo bestela zuk jarri bezala utziko dugu
2.-zelulen bereizmenean. Zelulak bereizteko gaitasuna? Orduan horrela utziko dugu
3- Erreferentzietan dauden zenbaki hauek ez ditugu ulertu zer diren
Azken Berriak
Sarean dira "Osatuberri" aldizkariko irakurgai berriak
Osakidetzako euskara-aldizkariaren azaroko hainbat irakurgai daude jada. Horietako batean, Begoña Velasco Bilbo-Basurtuko ESIko Prebentzioko Oinarrizko Unitateko erizainari eta Beatriz Martinez arlo bereko teknikariari hitza eman diete. Osasunbib...
Donostia Ospitalean ere ospatuko dute Euskararen Eguna
Abenduaren 3ko Euskararen Egunaren inguruan, biharramunean, ekitaldia egingo dute Donostia Unibertsitate Ospitalean. Gauzak horrela, hilaren 4an, asteazkenean, besteak beste, Biogipuzkoako adituak izango dira adimen artifizialari eta osasunari buruz hit...
