Nanotechnologijos ir Nanodalelės: Perspektyvos Neurodegeneracinių Ligos Gydyme

Pamačius priešdėlį „nano-“, iškart imame galvoti, kad kalba greičiausiai eis apie kažkokius mažus objektus. Bet ar žinome, kiek mažas objektas šiame kontekste yra mažas? „Nano“ reiškia kokio nors matavimo vieneto milijardinę dalį (10-9). Kad lengviau būtų įsivaizduoti šį dydį, pateiksiu pavyzdį: vienas žmogaus plaukas yra ~80000-100000 nanometrų storio. Na, o nanodalelė tradiciškai yra apibūdinama kaip dalelė, esanti 1-100 nm dydžio, bent jau vienoje dimensijoje. Todėl, kalbant apie ligų gydymą, turbūt net sunku įsivaizduoti, kaip tokia maža dalelė galėtų turėti tokią didelę įtaką žmogaus organizmui.

Neurodegeneracinės Ligos: Visuomenės Sveikatos Problema

Bet iš pradžių išsiaiškinkime, kas yra tos neurodegeneracinės ligos, ir kodėl taip yra svarbu bei skubu rasti sprendimą joms įveikti. Alzheimerio ir Parkinsono ligos visuomenei turbūt yra labiausiai žinomos neurodegeneracinės ligos - tačiau neurodegeneracinėms ligoms priskiriama didelė grupė sutrikimų, kuriems būdingas laipsniškas nervinių ląstelių nykimas bei stiprus neurouždegiminis procesas. Abu procesai yra siejami su pakitusiomis fizikocheminėmis savybėmis pasižyminčių patologinių baltymų gebėjimu kauptis ir sudaryti agregatus smegenyse bei periferiniuose organuose. Šios ligos skiriasi savo patofiziologija: kai kurios sukelia atminties ir kognityvinių funkcijų sutrikimus, kitos - žmogaus gebėjimą judėti, kalbėti, kvėpuoti.

Šiuo metu neurodegeneracinėmis ligomis serga milijonai žmonių pasaulyje, o nuolatos didėjantys sergančiųjų skaičiai labai neramina. Iš tiesų, Pasaulio sveikatos organizacija prognozuoja, kad vis augant žmonių populiacijai ir ilgėjant gyvenimo trukmei išsivysčiusiose šalyse, neurodegeneracinės ligos iki 2040 m. aplenks onkologines ligas ir taps antra pagrindine mirties priežastimi po širdies ir kraujagyslių ligų. Todėl, vis dar nesant veiksmingų gydymo priemonių, neurodegeneracinės ligos išlieka opia visuomenės sveikatos problema, daugiausia paliečianti vyresnio amžiaus gyventojus.

Kodėl vis dar neturime veiksmingų vaistų?

Nors šiais laikais mokslas juda į priekį, įgaudamas vis didesnį pagreitį, ir su kiekviena diena vis daugiau sužinome apie neurodegeneracinių ligų išsivystymo priežastis bei patologijos mechanizmus, tačiau, deja, vis dar žinome per mažai, kad būtų sukurtos veiksmingos terapinės priemonės. Šiai dienai gydymo strategijos dažniausiai apsiriboja tik ties laikinai palengvinant ligos simptomus. Todėl natūraliai kyla klausimas, kodėl vis dar neturime veiksmingų vaistų? Kodėl neurodegeneracinės ligos vis dar išlieka nepagydomos, nors apie šias ligas žinome daug daugiau, nei anksčiau?

Priežaščių - nemažai. Visų pirma, smegenys yra vienas struktūriškai sudėtingiausių organų mūsų organizme. Todėl nenuostabu, kodėl vis dar nėra iki galo išaiškinti neurodegeneracinių ligų patogenezės molekuliniai mechanizmai. Akivaizdu, kad tai labai apsunkina terapinių priemonių kūrimo procesus.

Taip pat skaitykite: Pinigų spausdinimo technologijos ateitis

Kita problema - daugelis sukurtų vaistų negali pasiekti savo molekulinio taikinio, t.y. patekti į specifinį smegenų regioną, drauge neprarandant veiksmingumo. To priežastis yra kraujo-smegenų barjeras. Tai - natūralus mūsų centrinės nervų sistemos (CNS) apsauginis mechanizmas, selektyviai praleidžiantis tik tam tikras molekules, tokiu būdu apribojant įvairių, organizmui svetimų ir potencialiai kenksmingų, medžiagų patekimą į smegenis. Be to, mes neturime ir patikimų diagnostinių žymenų (biomarkerių), kurie leistų anksti diagnozuoti neurodegeneracines ligas.

Šiandien šios ligos dažniausiai diagnozuojamos pasireiškus klinikiniams simptomams, kai liga jau būna stipriai pažengusi ir dauguma nervinių ląstelių žuvę negrįžtamai. Tačiau žinome, kad daugeliui neurodegeneracinių ligų yra būdingas ilgas, kelerius metus trunkantis prodrominis periodas. Todėl mokslininkai deda vis daugiau pastangų surasti tokį biomarkerį, kuris indikuotų ligos pradžią. Kuo anksčiau diagnuozuotume, tuo didesnė būtų tikimybė išgydyti ligą ar bent jau sustabdyti jos progresavimą.

Nanotechnologijos: Naujos Kartos Gydymo Būdai

Džiugina tai, kad nanotechnologijos bei nano- dydžio dalelės yra galimas šių problemų sprendimas. Nors turbūt daugeliui iš mūsų nanotechnologijos labiausiai asocijuojasi su moderniosios elektronikos sritimi, naujų įrenginių ar nanomedžiagų kūrimu, tačiau per paskutinius dešimtmečius nanotechnologijas pradėta itin sparčiai taikyti medicinos, farmacijos, biotechnologijų srityse.

Nanodalelių didžiausias pranašumas yra tas, kad jos gali pereiti kraujo-smegenų barjerą. Be to, keičiant dalelių įvairius parametrus, jos gali būti sukuriamos taip, kad specifiškai taikytųsi tik į tam tikros rūšies ląsteles bei sąveikautų tik su tam tikromis ląstelės struktūromis ar molekulėmis, taip užtikrinant gydymo specifiškumą.

Išvis, nanodalelės yra labai stabilios 3D polimerinės sistemos, į kurias galima įterpti vaistus, ligandus, antikūnus, nukleorūgštis ar kitas aktyviąsias medžiagas, todėl gali būti naudojamos kaip vaistų nešikliai. Nanodalelės paviršiaus krūvis ir hidrofobiškumas gali sąlygoti skirtingą jų bei vaisto pasiskirstymą organizme, cirkuliavimo laiką ir efektyvumą. Jos gali būti įvairių formų, struktūrų bei dydžių (pav. 1), tačiau bendrai nanodaleles galima suskirstyti į 3 grupes: neorganines (metalų ir jų oksidų nanodalelės), organines (micelės, liposomos, hidrogeliai ir kt.) bei anglies pagrindo (fulerenai, anglies nanovamzdeliai). Matome, kad yra išties didelė nanomodelių įvairovė, todėl yra atliekama daug tyrimų, siekiant išsiaiškinti jų savybes ir surasti tinkamiausią nanotechnologiją ligų gydymui.

Taip pat skaitykite: Mokslo populiarinimas pasaulyje

Neorganinės Nanodalelės

Ypač didelį potencialą turi neorganinės nanodalelės. Pavyzdžiui, seleno nanodalelės pasižymi priešvėžinėmis ir antioksidacinėmis savybėmis, sidabro - gali keisti genų ir baltymų, lemiančių Alzheimerio ligai būdingų beta amiloido (Aβ) agregatų susidarymą, raišką, o silicio nanodalelės su kvercetinu geba apsaugoti nuo oksidacinio streso būdingo neurodegeneracinėms ligoms.

Kiti Nanomodeliai

Vilčių teikia ir kitokius nanomodelius panaudojantys in vitro eksperimentų rezultatai. Pavyzdžiui, polietilenglikoliu stabilizuotos nanomicelės slopina Aβ agregacijos procesą ir mažina neurotoksiškumą. Taip pat nustatyta, kad DNR, koduojančios glijos ląstelių neurotrofinį veiksnį, įterpimas į nanodaleles padidina dopaminerginių neuronų išgyvenamumą, o anglies nanovamzdeliai, turintys nervų augimo veiksnius, gali paskatinti neuronų augimą bei palaikyti jų elektrinį aktyvumą.

Tyrimai parodė, kad nanoskaidulos irgi gali būti naudingos suteikiant atraminę funkciją nervinėmis ląstelėmis pažeidimo vietose, o panaudojus jas nanogelių pavidalu, jos gali tarnauti ir kaip karkasas, skatinantis ląstelių adheziją bei augimą. Šiuo metu tiriamos įvairios hidrogelių formuluotės - pavyzdžiui, Parkinsono ligos modelyje aktivino B nanohidrogelis pasižymi apsaugine funkcija nerviniame audinyje, o tam tikri pululano nanogeliai geba slopinti Alzheimerio ligos atveju būdingą Aβ agregaciją pirminėse žievės neuronų kultūrose.

Saugumo Klausimai ir Tolimesni Tyrimai

Nors matome augantį tiriamų nanodalelių potencialą, tačiau mokslininkai greta kelia ir nanodalelių saugumo klausimą. Atliekant tyrimus, pastebėta, kad kai kurios nanodalelės turi šalutinį poveikį, pasireiškiantį neurotoksiškumu bei neurouždegimu. Pavyzdžiui, aukso nanodalelės galimai lemia astrogliozę, dėmesio bei atminties sutrikimus, o titano oksido nanodalelės padidina prouždegiminio citokino IL-6 kiekius kraujo plazmoje bei smegenyse, taip indikuojant prasidėjusius neurouždegiminius procesus.

Be to, kai kurie tyrimai rodo, kad nanodalelės gali kauptis kepenyse, inkstuose bei blužnyje, o neorganinės nanodalelės yra išvis labiau linkusios būti toksiškos nei organinės. Manoma, kad dalelės dydis ir jos paviršiaus plotas yra pagrindiniai veiksniai, galintys nulemti toksiškumą. Todėl yra būtina vystyti tolimesnius tyrimus, siekiant išspręsti nanodalelių trūkumus bei nustatyti jų savybes, farmakokinetinius ir farmakodinaminius parametrus.

Taip pat skaitykite: Renginiai Molėtuose: „Mokslo sriuba“

Egzosomos: Natūralios Biologinės Nanodalelės

Pastaruoju metu vis daugiau dėmesio sulaukia ir kitokios, natūraliai mūsų kūne esančios biologinės nanodalelės - egzosomos. Tai yra ~30-150 nm diametro membraninės pūslelės, kurias atpalaiduoja įvairios ląstelės, įskaitant neuronus ir glijos ląsteles.

Egzosomos turi unikalią struktūrą: sudėtyje aptinkami baltymai, lipidai, DNR bei įvairių rūšių RNR. Todėl jos yra ypač svarbios ląstelių komunikacijos procesuose: egzosomos gali perduoti genetinę informaciją ar baltymus šalia esančioms ląstelėms, kai šios jas endocituoja, bei tokiu būdu egzosomos gali reguliuoti daugelį viduląstelinių procesų ir ląstelių receptorių funkcijas. Kadangi egzosomos gali pereiti kraujo-smegenų barjerą ir yra aptinkamos smegenų skystyje bei kituose periferiniuose kūno skysčiuose, jos yra laikomos kaip potencialus biomarkeris neurodegeneracinėms ligoms nustatyti. Juolab, kad sveikų ir sergančiųjų neurodegeneracinėmis ligomis egzosomų sudėtis skiriasi, pavyzdžiui, gali būti pasikeitusi tam tikrų specifinių mikro RNR (miRNR) ar su liga siejamų baltymų raiška.

Be to, šias nanodaleles dėl anksčiau minėtų savybių yra labai palanku panaudoti kaip terapinių molekulių nešiklius į CNS. Nors dauguma tyrimų dar yra atliekami tik in vitro ir in vivo sąlygomis, jau yra duomenų, kad egzosomos pernešančios tam tikras funkcines miRNR ar kitokias, terapinį poveikį turinčias molekules, neuronams gali pagerinti jų plastiškumą, funkcijas, išgyvenamumą. Taip pat tam tikros miRNR gali padėti reguliuoti įvairių genų, siejamų su neurodegeneracinėms ligoms būdingu oksidaciniu stresu, raišką.

Išvados

Akivaizdu, kad nanodalelių pritaikymas medicinoje teikia daug vilčių, tačiau tai yra gana nauja sritis, reikalaujanti dar daug tyrimų. Taigi, nanotechnologijų ateitis ir jos pritaikymas klinikinėje neurologijos srityje priklausys nuo mūsų gebėjimo apjungti šią technologiją su mūsų augančiomis žiniomis apie CNS ligų molekulinius mechanizmus. Džiugu tai, kad daug mokslininkų grupių iš įvairių pasaulio šalių dirba išvien kilnaus tikslo link - rasti sprendimą įveikti neurodegeneracines ligas ir išsaugoti milijonus gyvybių.

Moksliniai šaltiniai:

  • Srikanth M, Kessler JA. Nanotechnology-novel therapeutics for CNS disorders. Vol. 8, Nature Reviews Neurology. 2012;
  • Gammon K. Neurodegenerative disease: brain windfall. Nature. 2014;515(7526):299-300;
  • Zhu F-D, Hu Y-J, Yu L, Zhou X-G, Wu J-M, Tang Y, et al. Nanoparticles: A hope for the treatment of inflammation in CNS. Vol. 12, Frontiers in Pharmacology. 2021;
  • Size of the nanoscale. Nano.gov.
  • Recent advancements of nanomedicine in neurodegenerative disorders theranostics. Adv Funct Mater, 2020;
  • Jagaran K, Singh M. Nanomedicine for neurodegenerative disorders: Focus on Alzheimer’s and Parkinson’s diseases. Int J Mol Sci, 2021;
  • Gao P, Li X, Du X, Liu S, Xu Y. Diagnostic and therapeutic potential of exosomes in neurodegenerative diseases. Front Aging Neurosci. 2021;
  • Alidoust L, Jafari A. Exosomes: Future Perspective in Neurodegenerative Diseases. Casp J Neurol Sci. 2020;6(4):251-8;
  • Wang X, Zhou Y, Gao Q, Ping D, Wang Y, Wu W, et al. The role of exosomal microRNAs and oxidative stress in neurodegenerative diseases. Oxid Med Cell Longev. 2020;
  • Nasirishargh A, Kumar P, Ramasubramanian L, Clark K, Hao D, Lazar SV, et al. Exosomal microRNAs from mesenchymal stem/stromal cells: Biology and applications in neuroprotection. World J Stem Cells. 2021

Papildoma Informacija: Sveika Mityba Vaikams

Įvadas. Vaikystė ir paauglystė - labai svarbus laikotarpis, jo metu formuojasi sveikos gyvensenos įpročiai ir išmokstama gyventi sveikai. Todėl būtent šiuo laikotarpiu labai svarbu teikti vaikams teisingą informaciją apie sveiką mitybą ir jos svarbą organizmui, formuoti sveikos mitybos įpročius bei sudaryti sąlygas tinkamai pasirinkti sveikatai palankius maisto produktus, kad gautos žinios ir įgyti įgūdžiai išliktų visą gyvenimą ir padėtų tinkamai bei sveikai maitintis ir išlikti sveikiems suaugus. Kaip žinoma, mokantis sveikos mitybos bei tinkamo ir teisingo sveikatai palankaus maisto pasirinkimo, vaikams labai svarbus yra suaugusiųjų pavyzdys.

Švediškas stalas vaikų maitinime

Švediškas stalas (vaikų maitinimo organizavimas savitarnos principu) - tai maitinimo organizavimo sistema, kurios esmė - sudaryti sąlygas vaikams patiems pasirinkti valgiaraščiuose nurodytus patiekalus, jų sudedamąsias dalis ir kiekius. Vaikai turi galimybę įsidėti tiek, kiek nori. Švediško stalo sistema turi būti organizuojama atsižvelgiant į ugdymo įstaigos galimybes ir poreikius. Pirmiausia tėvai turėtų būti supažindinti su švediško stalo principo privalumais, poreikiu bei galimybėmis jį diegti.

Visiškas švediškas stalas - kai sudaryta galimybė patiems vaikams pasirinkti visus valgiaraščiuose nurodytus patiekalus, jų sudedamąsias dalis ir kiekius. Dalinis švediškas stalas - kai sudaryta galimybė patiems vaikams pasirinkti ir įsidėti tik tam tikrų patiekalų ar jų dalių, pvz., tik daržovių ar vaisių salotų (daržovių baras) arba tik sriubų ir pan.

Švediško stalo modelio diegimą galima pradėti nuo dalinio. Tokiu atveju vaikai pripras rinktis maistą (sriubą, salotas, garnyrą), išmoks jo įsidėti ir vėliau jiems bus lengviau rinktis ir kitus patiekalus. Vėliau, tiek vaikams, tiek ugdymo įstaigos darbuotojams pripratus prie naujo vaikų maitinimo būdo, pagal galimybes diegiamas visiškas švediško stalo modelis. Sveikintina, jei iš karto yra galimybė taikyti šį modelį, t. y.

Higienos svarba

Visų pirma, siekiant išvengti užkrečiamųjų ligų plitimo - per rankas, maistą, indus, padėklus, kitus bendrai liečiamus daiktus ir įrankius, turi būti sudarytos sąlygos vaikams prieš valgį nusiplauti rankas. Turi būti organizuota nuolatinė priežiūra, kad visi vaikai plautųsi rankas. Suaugusieji - valgyklos darbuotojai, socialiniai pedagogai, pedagogai ar ugdymo įstaigose dirbantys visuomenės sveikatos specialistai - turėtų paaiškinti vaikams, kiek ir ko reikėtų įsidėti į lėkštę, taip pat šalia patiekto maisto galima padėti pavyzdinę patiekalo porciją, kad vaikams būtų aišku, kiek į lėkštę reikėtų įsidėti tą dieną siūlomo patiekalo: pvz., vienas kotletas, du šaukštai grikių kruopų ir ne mažiau kaip trečdalis lėkštės vienos ar kelių rūšių daržovių. Įprastai vaikai gali rinktis vieną iš kelių karštųjų patiekalų, o garnyro ir (ar) salotų pasirinkimas yra laisvas, t. y.

Valgykloje ant stalų gali būti iš anksto sudėlioti įrankiai, servetėlės, gėrimai bei padėti puodai su sriuba, kurios, sėdėdami prie stalo, vaikai įsipila patys. Kad vaikai įprastų savarankiškai sutvarkyti nesuvalgytą maistą, pavalgę jie patys turėtų nusinešti indus į tam skirtą vietą valgykloje, t. y.

Kad kuo daugiau vaikų valgytų valgykloje, o ne norėtų įsigyti ne visuomet sveikatai palankaus maisto už įstaigos ribų, įstaiga per socialinius tinklus gali viešinti sveikatai palankią vaikų mitybą, pvz., įkeldama patrauklias tos dienos siūlomų patiekalų nuotraukas ar kt.

Įranga švediškam stalui

Kai kuriais atvejais vaikų maitinimui švediško stalo principu organizuoti galima pritaikyti esamą valgyklos įrangą, pvz., kai yra tik dalinis švediškas stalas. Reikiamą maisto temperatūrą palaikantys indai vadinami marmitais. Šildantys marmitai gali būti elektriniai vandens marmitai su stiklinėmis uždangomis ir šildomomis lempomis, šildomos plokštumos su stiklinėmis uždangomis ir šildomomis lempomis ir kt. Kiekvienu konkrečiu atveju vaikų maitinimą organizuojanti įstaiga pagal galimybes pasirenka reikiamą įrangą švediško stalo modeliui diegti. Jei yra galimybė, įstaiga pasirenka arba pasigamina specialią įrangą pagal užsakymą, pvz., plieninius stalus, marmitus, kurie pagaminti atsižvelgiant į vaikų, ypač mažesnių, ūgį, kad jiems būtų patogu įsidėti maisto.

  1. Šildomose plokštumose su stiklinėmis uždangomis ir šildomomis lempomis laikomi žuvies gabalėliai, blynai ir kt.

Maisto Švaistymas

Maisto švaistymas ir maisto atliekos yra didelė problema tiek Europoje, tiek visame pasaulyje. Apskaičiuota, kad kasmet vien tik ES išmetama apie 88 mln. tonų maisto - apie 20 proc. viso pagaminto maisto, o su tuo susijusios išlaidos siekia 143 mlrd. eurų. Remiantis Lietuvos Respublikos aplinkos ministerijos Atliekų departamento duomenimis, kasmet išmetamų maisto atliekų kiekis Lietuvoje sudaro beveik 12 proc. bendrų atliekų - išmetama apie 80 tūkst. tonų maisto likučių. Pagal vienam žmogui tenkantį iššvaistomo maisto kiekį mūsų šalis yra dešimta mažiausiai maisto išmetanti valstybė ES. Eurobarometro duomenimis, 2012-aisiais vienam Lietuvos gyventojui per metus teko 119 kg iššvaistyto maisto.

2015 m. Jungtinių Tautų Generalinė Asamblėja patvirtino Darnaus vystymosi tikslus iki 2030 m. ir vienas iš šių tikslų - perpus sumažinti vienam gyventojui tenkantį maisto atliekų kiekį. Lietuva taip pat yra įsipareigojusi iki 2030 metų įgyvendinti Darnaus vystymosi tikslus. Jiems įgyvendinti skiriama daug dėmesio, šiame procese dalyvauja visos su tuo susijusios šalies valstybinės institucijos, jų darbą koordinuoja Aplinkos ministerija kartu su Lietuvos Respublikos Vyriausybės kanceliarija.

Jau 2009-2010 metais Didžiojoje Britanijoje buvo atliktas tyrimas ir nustatyta, kad per įprastinius 40 savaičių mokslo metus Didžiosios Britanijos mokyklose buvo išmetama iki 80 tonų maisto; pradinėse mokyklose per dieną vaikui teko apie 72 g, o vidurinėse mokyklose - apie 42 g išmetamo maisto. Tiek pradinėse, tiek vidurinėse mokyklose didžiausią išmetamo maisto dalį sudarė vaisiai ir daržovės: pradinėse mokyklose vaisiai ir daržovės sudarė beveik pusę išmetamo maisto kiekio, o vidurinėse mokyklose - daugiau nei trečdalį. Tyrimo metu taip pat nustatyta, kad tiek pradinėse, tiek vidurinėse mokyklose daugiausia maisto buvo išmetama mokyklų virtuvėse ir mokyklų valgyklose. Kai kurie patiekalai mažiau populiarūs nei kiti.

Vaikų ugdymo įstaigos ar kiti vaikų kolektyvai taip pat raginami siekti, kad vaikų mityba būtų ne tik sveika, bet ir tvari, t. y. Siekiant įgyvendinti mokyklose ir kituose vaikų kolektyvuose tvarios mitybos principus bei tobulinti sveikatai palankaus vaikų maitinimo organizavimą, valgykla turėtų tapti vaikams patrauklia bei malonia vieta, kurioje maistas visada yra maistingas, palankus sveikatai, saugus, skanus bei estetiškai patiektas.

Tvari Mityba

  1. Pirmenybė teikiama maistines savybes tausojantiems patiekalų gamybos būdams.

  2. Lietuvos Respublikos sveikatos apsaugos ministro 2011 m. lapkričio 11 d. įsakymas Nr.

tags: #mokslo #sriuba #kraujo #sudetis

Populiarūs įrašai: