De Onderzoekers hebben getoond hoe de ultrasone klankenergie „een deur“ in de beschermende buitenmembranen van levende cellen kan kort openen om ingang van drugs en andere therapeutische molecules toe te staan - en hoe de cellen zelf de deur kunnen snel dan sluiten.
Het Begrip van dit mechanisme kon het gebruik van ultrasone klank vooruitgaan voor het leveren van gentherapie, het richten van chemotherapie en het toedienen van groot-moleculedrugs die zich niet gemakkelijk door celmembranen kunnen bewegen.
Gebruikend vijf verschillende de microscopietechnieken, toonden de onderzoekers aan dat de hevige die instorting van bellen - een effect door de ultrasone klank wordt veroorzaakt - tot genoeg kracht leidt die gaten in de membranen van cellen te openen in een vloeibaar middel worden opgeschort. De gaten, die door de cellen in een kwestie van minuten worden gesloten, staan ingang van therapeutische molecules zo groot toe zoals 50 nanometers in diameter - groter dan de meeste die proteïnen en gelijkend in grootte op DNA voor gentherapie wordt gebruikt.
De „gaten worden gemaakt door mechanische interactie met de instortende bellen,“ bovengenoemd Teken Prausnitz, een professor in de School van Chemische en Biomoleculaire Techniek bij het Instituut van Georgië van Technologie. De „bellen oscilleren op het ultrasone klankgebied en storten in, veroorzakend dat een drukgolf wordt vrijgegeven. De Vloeibare beweging verbonden aan de resulterende drukgolf opent gaten in de celmembranen, die molecules van de buitenkant om toestaan binnen te gaan. De cellen antwoorden dan aan de verwezenlijking van de gaten door intracellular blaasjes te mobiliseren om de gaten binnen minuten te herstellen.“
Gedaan door wetenschappers bij Technologie van Georgië en Universiteit Emory in Atlanta, werd het onderzoek gemeld in de dagboekUltrasone Klank in Geneeskunde en Biologie (Volume 32, Nr 6). Het werk werd gesteund door de Nationale Instituten van Gezondheid (NIH) en de Nationale Stichting van de Wetenschap (NSF).
De Ultrasone Klank is het zelfde die type van energie reeds wijd voor kenmerkende weergave wordt gebruikt. De levering van de Drug wendt hogere machtsniveaus en verschillende frequenties aan, en de bellen kunnen worden geïntroduceerd om het effect te verbeteren.
De de druglevering zou van de Ultrasone Klank voor gentherapie bijzonder aantrekkelijk kunnen zijn, die met succes virussen heeft gebruikt om genetisch materiaal in cellen - maar met bijwerkingen op te nemen. Het kon ook voor meer gerichte levering van chemotherapieagenten worden gebruikt.
„Één van de grote voordelen van ultrasone klank is dat het niet-invasief is,“ bovengenoemde Prausnitz. „U kon een chemotherapeutische drug het lichaam plaatselijk of door geven, dan nadruk de ultrasone klank slechts op gebieden waar tumors bestaan. Dat zou de celdoordringbaarheid en het drugbegrijpen slechts in de gerichte cellen verhogen en zou vermijden elders beïnvloedend gezonde cellen.“
De Onderzoekers hebben slechts onlangs geconstateerd dat de toepassing van ultrasone klank kan helpen drugs in cellen bewegen door de doordringbaarheid van celmembranen te verhogen. Het was een hypothese opgesteld, maar niet definitief getoond, dat de ultrasone klank de doordringbaarheid door gaten in celmembranen te openen verhoogde.
Prausnitz en de medewerkers Robyn Schlicher, Harish Radhakrisha, Timoteegras Tolentino, Vladimir Zarnitsyn van Technologie van Georgië en Robert Apkarian (overlijdt nu) van Universiteit Emory trachten het fenomeen te bestuderen in detail gebruikend een lijn van prostate kankercellen. Zij gebruikten aftasten en transmissieelektronenmicroscopie van vaste cellen en twee soorten de optische microscopie van levende cellen om ultrasone klankgevolgen en celreacties te beoordelen.
Voorbij het aantonen dat de ultrasone klank gaten in celmembranen sloeg, bestudeerden de onderzoekers ook het mechanisme waardoor de cellen de gaten herstellen. Na de ultrasone klankblootstelling die, introduceerden zij in het celmiddel een chemisch product niet normaal door de cellen wordt opgenomen. Door te variëren toen het chemische product werd geïntroduceerd, konden zij bepalen dat de meeste cellen hun membranen binnen minuten hadden hersteld.