Sdílet
17. května 2020
Propojování techniky a medicíny se ve své dizertační práci i specifickém výzkumu věnuje Alžběta Ressnerová z výzkumné skupiny Chytré nanonástroje. Konkrétně ji zajímá možnost využití nanorobotů jako přepravního prostředku v těle. Za svou práci byla oceněna i v rámci Brno Ph.D. Talent.
Ačkoliv se Alžběta Ressnerová nyní soustředí primárně na možnosti využití nanorobotů, sama upozorňuje na své netechnické vzdělání. „Vystudovala jsem molekulární medicínu v Berlíně a pracovala na projektu, který se zabýval genovou terapií u jednoho vzácného genetického onemocnění. Velkým štěstím a náhodou jsem se dostala ke svému stávajícímu školiteli, který mi nabídl možnost zaměřit se na využívání nanorobotů. Což se mi moc líbilo, protože to spojuje medicínu a techniku,“ říká Alžběta Ressnerová, která je členem výzkumné skupiny Chytré nanonástroje na CEITEC Vysoké učení technické v Brně a jejím školitelem je doktor Zbyněk Heger.
Podle Ressnerové často technikům chybí znalost medicíny či biologie, což ztěžuje aplikaci. „Já si naopak beru z techniky různé věci, které aplikuji v oblastech, kterým rozumím. Přistupuju k různým nástrojům a postupům biologickým a medicínským způsobem. Což je podle mě dnes už nezbytné. Je potřeba propojovat nejrůznější oblasti a dívat se na ně z různých úhlů,“ dodává Alžběta Ressnerová.
Její specifický výzkum je součástí dizertační práce, ve které plánuje využít nanomateriály pro dopravu nástrojů genové editace do buněk. „Mělo by to být propojení tématu, kterému jsem se věnovala v Berlíně, se světem nanomedicíny," vysvětluje Ressnerová.
Aby ovšem mohla ve své dizertační práci pokročit, musí vyřešit řadu otázek. Některými z nich se zabývá nyní ve svém specifickém výzkumu. „Cílem výzkumu je ukázat, že náš nanorobot je schopný dopravit DNA nebo protein s mnohem větší efektivitou než dosud dostupná reagencie. A navíc po cestě například protein nezničí. To znamená, že zanechá molekulu nedotčenou a pouze ji převeze do buňky, kde může udělat to, co tam dělat má. Zní to velmi jednoduše, ale může se objevit řada problémů. Úspěch projektu by tedy byl, pokud by se nám nakonec podařilo používat nanoroboty pro převoz různých látek. Efektivně, rychle a bez poškození buněk," přibližuje Alžběta Ressnerová.
Konkrétně ve své práci využívá zlaté roboty se stříbrnou slupkou o velikosti šedesáti nanometrů, které vyvinul docent Martin Pumera. „Jsou poháněni peroxidem, který funguje jako palivo. Když jim dáme peroxid, začnou se chaoticky rychle pohybovat, což výrazně zvyšuje šanci, že dopraví substance do buněk," vysvětluje Ressnerová s tím, že při využití pasivních nanočástic se do buněk dostane pouze 0,7 % z nich. „Když zkoumali využití pasivních nanočástic v léčbě rakoviny, tak se do nádoru dostalo necelé procento. Zbytek se hromadil k okolních tkáních. Proto bychom rádi zefektivnili přepravu za použití aktivních nanočástic," dodává Ressnerová.
Její projekt má dvě hlavní větve. „Jedna je zaměřená na laboratorní aplikaci, kdy bychom rádi nanoroboty využívali pro transfekce buněk. To znamená třeba přenos nukleových kyselin či proteinů do buněk, které se jinak obtížně transfekují. Druhá větev se pak zabývá využitím nanorobotů pro přenos nukleových kyselin, proteinů nebo terapeutických látek při léčbě nádorových onemocnění," říká Alžběta Ressnerová.
Nyní se Alžběta Ressnerová snaží optimalizovat množství paliva, které je třeba pro zaktivování částic použít. „Hledáme optimální množství tak, aby se robot hýbal, ale aby to nemělo negativní dopad na buňky. Protože peroxid je velmi dobrý a jednoduchý pohon, ale může mít ve vyšších koncentracích negativní vliv na buňky. Musíme tedy vyřešit, jak ho přimět hýbat, ale neškodit," podotýká Ressnerová. Optimalizovat se snaží i množství plazmidu. „Chceme, aby byli nanoroboti maximálně saturovaní a nebyla na nich žádná prázdná místa. Zároveň ale plazmidu nesmí být moc, aby ho nanorobot zvládl převézt. Mícháme je tedy v různých poměrech a sledujeme efektivitu," dodává Ressnerová.
Kromě plazmidů plánují pomocí robotů přepravovat například fluorescenčně označené siRNA. „V poslední fázi projektu bych na roboty chtěla přidělat fluorescenčně označený Cas9 protein, který je součástí CRISPRu – známého nástroje pro genovou editaci. Využití CRISPRu v kombinaci s nanoroboty je něco zcela nového. Aplikace nanorobotů v medicíně jsou obecně ohromně zajímavé. A ukazují, jak neorané pole to ještě je a kolik věcí zbývá objevit, inovativně uchopit a co vše ještě můžeme udělat," uzavírá Alžběta Ressnerová.
Autor: Zuzana Pospíšilová
Fotogalerie
