Menej testov na zvieratách pomocou nanosenzorov

Nanočastice zjednodušujú testy bunkovej kultúry ako alternatívu k testom na zvieratách

Nanosenzory ukazujú žltým signálom na prekryvnom obrázku (vpravo), že bunky sú aktívne. Keby boli v zlom stave, boli by oveľa červenší. Middle: Signál farbiaceho signálu. Vľavo: Signál referenčného farbiva. © Fraunhofer EMFT
čítať nahlas

Vedci našli novú alternatívu k chemickým alebo drogovým testom na zvieratách: Pomocou senzorových nanočastíc chcú znížiť počet experimentov. Špeciálne častice naznačujú, či sú bunky bunkovej kultúry poškodené alebo odumreté, čo uľahčuje testy kompatibility založené na takýchto kultúrach.

Nespočetné množstvo myší, potkanov a králikov zomiera každý rok pre vedu - a trend stúpa. Kým nemecké laboratóriá v roku 2005 stále využívali na výskumné účely približne 2, 41 milióna zvierat, v roku 2009 už boli 2, 79 milióna. Jedna tretina slúžila ako základný biologický výskum, ktorý bol potrebný na výskum chorôb a vývoj zdravotníckych pomôcok a pomôcok. Hoci ľudia požadujú bezpečné lieky a kompatibilné terapie, sotva niekto chce akceptovať testovanie na zvieratách. Vedci hľadajú náhradné metódy už roky.

Chemický test v skúmavke namiesto zvieraťa

Vedci z Fraunhoferovho inštitútu pre modulárne technológie tuhých látok EMFT v Mníchove teraz našli alternatívu: chcú znížiť počet pokusov na zvieratách s novými nanosenzormi. „Chemikálie testujeme prakticky v skúmavke z hľadiska ich účinnosti a možného rizika. Za týmto účelom sme stanovili živé bunky, ktoré boli izolované z ľudského a živočíšneho tkaniva a pestovali sa v bunkových kultúrach testovanej látky, “vysvetľuje Jennifer Schmidt z EMFT. Ak je liek toxický pre bunku v určitej koncentrácii, zomrie.

Umierajúce bunky zviditeľňujú Schmidtovu a jej tím pomocou senzorových nanočastíc. Zdravé bunky ukladajú svoju energiu vo forme adenozíntrifosfátu (ATP). Čím viac je ATP, tým aktívnejšia je najmenšia bytová jednotka. Ak je vážne poškodený, znižuje jeho metabolickú aktivitu a v dôsledku toho tiež produkuje menej ATP. „Pomocou našich nanosenzorov dokážeme zistiť adenozíntrifosfát a určiť zdravotný stav buniek. To zase umožňuje vyvodiť závery o vplyve liekov alebo chemikálií poškodzujúcich bunky, “hovorí Schmidt.

Fluorescenčné farbivo odhaľuje obsah ATP

Aby si nanočastice mohli vizualizovať obsah ATP, vedci ich vybavili dvoma fluorescenčnými farbivami: zeleným indikátorovým farbivom, ktoré citlivo reaguje na ATP, a červeným referenčným farbivom, ktorého farba sa nemení. Ďalším krokom je vstreknutie častíc do živých buniek a ich pozorovanie pod fluorescenčným mikroskopom. V závislosti od množstva prítomného ATP častice žiarili odlišne čím žltší je signál na prekryvnom obrázku, tým aktívnejšia je bunka. Keby boli v zlom stave, prekrývajúci sa obraz by bol výrazne drsnejší. zobraziť

„Ak sa použijú napríklad rakovinové bunky, v budúcnosti bude možné testovať účinnosť novo vyvinutých chemoterapeutík. Ak zistíme nízku koncentráciu ATP v bunkách pomocou nanosenzorov, vieme, že nové liečivo inhibuje alebo dokonca zabíja rast nádorových buniek, “hovorí vedecký pracovník. „Najsľubnejšie lieky sa dajú ďalej skúmať.“

Nanočastice výskumníkov EMFT nie sú toxické pre bunky, prechádzajú bez problémov bunkovou membránou a dokonca sa môžu prenášať do bodu, kde sa má testovaná látka detegovať. Predtým, ako sa tento postup môže uplatniť v medicíne, ho schvaľovacie orgány musia uznať long, na dlhú cestu cez schvaľovacie orgány sú odborníci EMFT. To nebráni výskumníkom v rozvoji technológie a jej flexibilnom používaní: napríklad na určenie kvality a geniality zabaleného mäsa. Na tento účel vyvinuli nanosenzory, ktoré môžu určovať koncentráciu kyslíka a toxických amínov.

(Fraunhofer-Gesellschaft, 03.01.2012 - NPO)