Vaktsineerimise tulevik: süstla vahetab välja laser
Uus tehnoloogia võimaldab organismi viia ravimeid, vaktsiine ja muid molekule, mis muidu rakkude kaitsemehhanismidest läbi ei pääseks.
“Rakke ümbritsevad membraanid, mis toimivad müürina raku sise- ja väliskeskkonna vahel,” ütleb Georgia Techi teadlane ning ajakirjas Nature Nanotechnology äsja avaldatud töö kaasautor Mark Prausnitz. “Väga vähe on asju, mis membraanist läbi tungida suudavad, ent meie eesmärk on paigutada rakkude sisse molekule, millel muidu oleks sinna jõudmine raske.”
Laserid on vaid üks viimastest moodustest molekulide viimiseks rakkude sisse.
Rakumembraanis leiduvate spetsiaalsete kanalite kaudu pumbatakse teatud molekule aktiivselt rakku sisse ja sellest välja. Kui molekul on enam-vähem sobiva kujuga, võib see nende kanalite kaudu membraani läbida. Viirused kasutavad oma geneetilise materjali rakkusüstimiseks spetsiaalseid nõelalaadseid jätkeid. Samuti võivad rakumembraane ajutiselt mulgustada ka teatud kemikaalid ning elektrilaengud.
Igaühel neist tehnikatest on oma eelised, näiteks lihtsus või spetsiifilisus, ja puudused, näiteks viiruste puhul soovimatu geneetilise koodi lisandumine. Georgia Techi töörühm soovis välja töötada uue meetodi, mille plussid oleksid võimalikult võimendatud ja miinused võimalikult väikesed.
Uurijad kasutasid infrapunase valguse impulsse pumpavat laserkiirt ja raku kõrvale paigutatud süsiniku mustunud nano-osakesi, mida nimetatakse ka tahmaks, nagu osutab Prausnitz.
Laserimpulss kuumutab tahmaosakese üles, nii et selle ümber tekib väike mull. Kui impulss lõppeb, plahvatab mull, tekitades lööklaine, mis lõhub rakumembraani sisse augu. Efekt on sarnane ultrahelilainete omale, mida rakendatakse vääriskivide puhastamiseks, ütleb Prausnitz.
Sekundi murdosa võrra hiljem parandab rakumembraan end ise ära — vähemalt enamik rakke toimib nii. Kümme protsenti katsetes kasutatud rakkudest surid, kuna lööklaine oli liiga võimas.
“Me peame käima nagu noateral,” osutab Prausnitz. “Peame tegema augu, mis on piisavalt suur, et molekulid sellest läbi mahuksid, aga mitte nii suur, et rakk viga saab ja sureb.”
Auk on avatud vaid sekundi murdosa vältel. Sellest aga piisab, et molekulid, mis muidu rakku tungida ei saaks, sisse pääseksid.
Seda põgusat hetke võiks ära kasutada selleks, et viia rakku kemoteraapia-ravimeid, vaktsineerimise või geneetilise modifitseerimise eesmärgil DNA-d, ning muid aineid, ütleb Prausnitz.
Niipea kedagi meist siiski laseritega vaktsineerima ei hakata. Uurimus viidi läbi laboratoorsetes tingimustes ning läheb veel aastaid, enne kui seda meetodit lubatakse hakata kasutama inimestel.
