Способ, обрисованный в выпуске 18 мая Научных Достижений, имел возможность употребляться для клинических заявлений и многого исследования, включая: тестирование терапевтических наркотиков в более биологически соответствующих совокупностях, разрабатывание определенных для применения лекарств, каковые более правильны и имеют меньше создания и системных эффектов лучших медицинских устройств, таких как управляемые светом кардиостимуляторы.«В то время, когда мы сперва взяли эту работу в отечественной лаборатории, неожиданно у нас было что-то как 20 человек, планирующих около, крича вещи как ‘Неосуществимый!’ и обвинение меня розыгрыша их.
Мы ни при каких обстоятельствах не видели ничего как это прежде», сообщил первый создатель Алекс Савченко, врач философии, исследователь в Отделе Педиатрии в Консорциуме Медицинской школы и Сэнфорда Сан-Диего UC для Регенеративной Медицины. Савченко привел изучение с Еленой Молокановой, врачом философии, председателем совета директоров Биологической науки Наноинструментов.
Тогда как до некоей степени легко более узкая версия графита («лидерство карандаша»), неповторимые особенности графена лишь вправду ценились недавно, упрочнение, признанное с Нобелевской премией по физике 2010 года, присужденной Андрэ Жеэму, врачу философии, и Костантину Новоселову, врачу философии, обоим физикам в Манчестерском университете в Соединенном Королевстве. Графен – полуметалл, составленный из решетки атомов углерода, тот же самый элемент, что формирует основание всех живых организмов.
Часть того, что делает графен особым, есть собственной свойством действенно преобразовать свет в электричество. Наоборот, пластмасса и стекло – изоляторы – они не выполняют электричество.
Большинство биомедицинского изучения надеется на отдельные клетки либо клеточные культуры, выращенные в пластмассовых чашках Петри либо на стеклянных пластинах.«Все же в Вашем теле, Вы не видите, что большое количество поверхностей действуют как пластмасса либо стекло», сообщил Савченко. «Вместо этого Мы проводящие.
Отечественные сердца очень хороши в проведении электричества. В мозгу это – электропроводность, которая разрешает мне думать и сказать одновременно с этим».Савченко, Молоканова и другие исследователи подчернули, что клетки в лаборатории становятся лучше на графене, чем другие материалы и ведут себя больше как клетки, делают в теле.
Савченко и Молоканова кредитуют их образование в физике для помощи им взглянуть на биологические совокупности мало по-второму, чем большая часть.В этом изучении исследователи произвели сердечные клетки от пожертвованных клеток кожи через посреднический тип клетки, названный позванной плюрипотентной стволовой клеткой (iPSC). Тогда они вырастили эти iPSC-взятые сердечные клетки на графеновой поверхности.
Савченко заявил, что это забрало команду некое время, дабы придавить оптимальную основанную на графене формулировку. Тогда они должны были отыскать способ и лучший источник света поставить тот свет графеновой клеточной совокупности.
Но они в конечном итоге нашли метод совершенно верно руководить, сколько электричества графен, произведенный, изменяя интенсивность света, которому они выставили его.«Мы были поражены степенью гибкости, тот графен разрешает Вам шагать по клеткам практически по желанию», сообщил Савченко. «Вы желаете, дабы они бились в два раза более скоро?
Никакая неприятность – Вы интенсивность света. Втрое стремительнее? Никакая неприятность – не увеличивает свет либо графеновую плотность».
Савченко и коллеги нашли, что они имели возможность подобно руководить сердечной деятельностью в живом организме (эмбрионы данио-рерио) применяющий свет и рассеяли графен.Команда была кроме этого поражена отсутствием токсичности, которая довольно часто дарит исследователям огромную проблему. «В большинстве случаев, если бы Вы вводите новый материал в биологии, Вы ожидали бы видеть определенное число убитых клеток в ходе,» сообщил Савченко. «Но мы не видели никого из этого.
Это делает нас сохраняющими надежду, что мы будем в состоянии избежать вредных неприятностей позднее, в то время, когда мы контролируем разное медицинское использование».Исследователи взволнованы многими вероятными заявлениями на эту новую совокупность графена/света. Одно потенциальное применение находится в показе препарата. На данный момент исследователи применяют автоматизированную разработку, дабы проверить много тысяч химических соединений, контролируя их на их способности поменять поведение клетки.
Те комплексы, каковые имеют желаемый эффект, потом изучены для их потенциала как новый лечебный препарат. Но большое количество удачных комплексов имели возможность бы быть пропущены, по причине того, что их эффекты не с готовностью очевидны в условии, в котором испытательные клетки выращены – на пластмассе, за пределами контекста заболевания.
К примеру, исследователи смогут проверить наркотики на сердечных клетках, выращенных в стандартном пластмассовом лабораторном блюде. Но те клетки уменьшаются в их собственном темпе, не моделируя условия, каковые имели возможность бы существовать прямо, перед тем как у человека имеется сердечный приступ. Наркотики, каковые они контролируют на тех клетках, имело возможность бы казаться, ничего не сделали бы, если они зависимы от применения – значение, что наркотики лишь имеют эффект при определенных условиях.
Дабы проверить это использование, команда добавила mexiletine, лечение раньше лечило нерегулярное сердцебиение (аритмии) к их сердечным камерам. Mexiletine известен тем, что он был зависим от применения – он лишь имеет эффект, в то время, когда имеется повышение сердечного ритма, того, что происходит на протяжении аритмии.
Исследователи осветили собственные сердечные камеры на графене со светом разной интенсивности. Чем стремительнее они вынудили сердечные клетки биться, тем лучше mexiletine запретил их.Сейчас команда сосредоточена на сердечных нейронах и клетках. Но они интересуются вероятным применением их совокупности графена/света, дабы искать наркотики, каковые определенно убивают раковые клетки, оставляя здоровые клетки в покое.
Исследователи кроме этого предполагают графен применения, дабы отыскать альтернативы опиата – зависимые от применения обезболивающие, каковые лишь трудятся, в то время, когда и где человек страдает от боли, так уменьшая системные эффекты, чем может вести, дабы неправильно применять и склонность. Наконец, Савченко считает, что управляемые светом кардиостимуляторы, сделанные из графена, могли быть более надёжными и более действенными, чем текущие модели.
Имеется громадная работа, дабы сделать, но Савченко оптимистичен. «Вы имеете возможность сжать семестр опытов на животных в сутки опытов с данной основанной на графене совокупностью», сообщил он.