Nowa metoda wykorzystująca strumień CO2 i cząstki zwane MOF ma pozwalać na bezbolesne „zastrzyki”, wprowadzenie genów do komórek a także prostsze przechowywanie wrażliwych szczepionek. Naukowcy liczą na wykorzystanie wynalazku w medycynie i w rolnictwie.
Część osób nie lubi kłucia igłą i stąd poszukiwania alternatywnej metody. Pochwalili się nią naukowcy z The University of Texas, Dallas.
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. 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.
Wynalazcy dodają ponadto, że dzięki tej technice szczepionki można podobno przechowywać w temperaturze pokojowej. Nie trzeba będzie więc bawić się w zmiany zasad przechowywania, jak to miało miejsce chociażby w przypadki covidowej szczepionki Pfizera. Przypomnijmy, że najpierw ogłoszono, iż preparat należy przechowywać w bardzo niskich temperaturach od -80°C do -60°C. Gdy okazało się to problemem ze względów logistycznych to stwierdzono, że można przechowywać w normalnych zamrażarkowych temperaturach od -25°C do -15°C, a po rozmrożeniu nierozcieńczoną fiolkę można przechowywać w temperaturze od 2°C do 8°C przez miesiąc, a nie przez 5 dni, jak przekonywano początkowo.
– 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 ukłucie”.
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.
