Világszerte egyre elterjedtebb a hajszál vastagságának ezredrészét kitevő tartományba tartozó részecskék vizsgálata. Az MTA Kémiai Kutatóközpontjának Nanokémiai és Katalízis Intézetében Bóta Attila osztályvezető és Nagyné Naszályi Lívia tudományos munkatárs a gyógyításban és a diagnosztikában való alkalmazásuk lehetőségeit kutatja.

Hogy a gazdaságossági szempontok mellett miért fordult a kémikusok figyelme a nanorészecskék felé? Nemcsak az anyagtakarékosság, a költségcsökkentés reménye vezeti őket, hanem az a tény is, hogy az anyagnak ebben a piciny méretében új tulajdonságai jelennek meg. Hogy megérthessük az új tulajdonságok kialakulását, képzeljük el, hogy egy kockacukrot szétmorzsolunk. Minél tovább tesszük ezt, annál kisebb szemcséket kapunk, és annál nagyobb lesz a cukormolekulák azon hányada, amely a felületre kerül, így a környezetével (például a levegővel) és nem pedig a saját molekulafajtájával érintkezik. Ebből következik, hogy ezeknek a felületen található molekuláknak az energetikai helyzete eltér a szemcse belsejében található molekulákétól, és ha a nagyon kicsi a szemcse, akkor már olyan mennyiségben vannak jelen, hogy tulajdonságaikkal befolyásolják az egész anyag viselkedését. Mivel az élőlények, így az ember teste is nanoszerkezetű, nem teljesen idegen betolakodóként fogadja, ha ilyen kívülről jött anyaggal találkozik. Kézenfekvő hát, ha a kutatók úgy gondolják: bizonyos, megfelelőn álcázott és ártalmatlan nanorészecskék „hátán” különböző gyógyító hatóanyagok is bevihetők a szervezetbe. A Nanokémiai és Katalízis Intézetben azzal a céllal hozták létre a bio lógiai nanokémia osztályt, hogy különböző nanorészecskéket állítsanak elő, s partnerintézmények segítségével vizsgálják meg tüzetesen, hogy ezek milyen hatást gyakorolnak az élő szervezetre. A cél az, hogy olyan anyagokat fejlesszenek, amelyek előnyösen használhatók a biológiában, az orvostudományban.

Az alapgondolat a következőképpen érzékeltethető: a hatóanyag molekulákat nanozacskókba csomagolják, melyek száját zsinórral megkötik. Ezek a kis „batyuk” akadálytalanul keringethetők a szervezetben, az érrendszerben. A zacskó felületén olyan kampók vannak, amelyek csak a kívánt helyen akadnak be, olyan szervekbe, ahol ki kellene hogy fejtse hatását a gyógyszer. Ott enged el a képzeletbeli zsinór, ott nyílik ki a zacskó szája, s csak a kezelésre szoruló, beteg testrésznél ereszti ki a gyógyszert. A hatóanyag tehát nem szóródik szét az egész szervezetben, csökkenthetők ezáltal a mellékhatások, amellett, hogy a kevesebb anyagfelhasználás gazdaságossági szempontból sem mellékes.

Az osztályon többféle hatóanyaggal és a „csomagolóanyagok” széles skálájával folynak a kísérletek. Léteznek olyanok, amelyek körbe veszik az értékes gyógyszermolekulákat, (liposzómák), és olyanok is, amelyek a felületükön hordozzák őket (nanorészecskék). Ez utóbbiak bogáncsszerű, óriásivá növelt felületükön kötik meg a hatóanyagot egy képzeletbeli ragasztóval, amely megfelelő helyen képes azt elengedni.

Az utóbbi időben derült ki, hogy sok hagyományos anyag nanorészecskékké alakítható. A fiatal, két éve doktorált kutatónőnek, Nagyné Naszályi Líviának az a feladata, hogy újabb és újabb anyagokat tegyen le az asztalra, amelyek szóba jöhetnek gyógyszerhordozóként. Ötleteit munkatársai és biológusok, orvosok tesztelik, hogy összecsiszolt véleményük alapján kerüljenek közelebb a legbiztonságosabb megoldáshoz. Az tudott, hogy például a cirkónium-dioxid, vagy a szilíciumdioxid nem idéz elő változást a szervezetben, az azonban szigorú ellenőrzésre szorul: nanoméretben nem mérgeznek-e, nem okoznak-e valami kárt az élő rendszerben. Nanoanyagokkal ugyan nap mint nap érintkezünk, a nanorészecskék hatását azonban eddig nemigen vizsgálták. A szálló port például belélegezzük, tudjuk, hogy nagy mennyiségben bekerülve a szervezetünkbe, szilikózist okoz, ám kiderült, hogy bizonyos összetevői implantátumokban, fogtömésekben nem károsítják a szöveteket. A felületi vizsgálatok, módosítások sok-sok apró lépésére van szükség, míg a hordozó alkalmassá válik a gyógyszermolekulák foglyul ejtésére, hogy azok minél kevesebb ideig keringjenek szabadon a véráramban.

Hogy milyen közel állnak ezek az elképzelések a megvalósuláshoz? A kutatók által tervezett, a tüdőrák gyógyítását célzó, kinázgátló anyagokkal már folynak az állatkísérletek: a SOTE patológiai intézetében sejtszinten vizsgálják, hogy az üres, puszta hordozók a módosítások során nem váltak-e mérgezőkké. A célzott helyre juttatott citosztatikum esetében óriási jelentőségű: ha kevesebb anyagot alkalmaznak, kevesebb a mellékhatás is. A kémikusok, más szakmák képviselőivel karöltve, olyan anyagokat igyekeznek találni tehát, amelyek ártalmatlanok, olcsók, széles körben alkalmazhatók, és amelyek várhatóan a diagnosztikában is hasznosíthatók. Sokan emlékezhetnek arra, hogy régebben az anyagcsere vizsgálata során radioaktív jódot juttattak a pajzsmirigybe, vagy ha fekélyt, tumort akartak kimutatni az orvosok, a röntgenezés előtt gipszkását itattak a pácienssel. Az osztály kutatói olyan hordozókon is dolgoznak, amelyek érzékelő molekulákat, szenzorokat képesek megkötni a részecske felületén. Ezek a szervezet megfelelő részébe juttatva – célzottan – tudnak információt adni a vizsgálandó szerv állapotáról, anélkül, hogy eközben bármiféle károsodást okoznának a betegnek. Ezekkel a módszerekkel az emlő-, a bőrrák diagnosztizálása is eredményes lehet a későbbiekben, de jelenleg arra szentelnek különös figyelmet a központ kutatói, hogy a nanoszenzorokkal az agy működését megismerjék. Úgy vélik: a nanokémiai kutatások eredményeként nincs messze az az idő, amikor merőben új, etikus, hasznos vizsgálati- és gyógyító módszer terjed el a humángyógyászatban.

A hatóanyagot a kutatócsoport által kifejlesztett nanohordozóra telepítve juttatják el a szervezetben a hatás helyére