Utafiti wa riwaya unaotegemea nanoteknolojia hutoa tumaini la kutibu jeraha kubwa la figo na kutofaulu.
Figo ni chombo muhimu ambacho hufanya kazi muhimu katika mwili. Huondoa taka na maji ya ziada kutoka kwa mkondo wetu wa damu ili kutoa mkojo ambao hutiririka kutoka kwa figo hadi kwenye kibofu kupitia ureta. Taka hizi zinazozalishwa katika mwili wetu kutokana na kuvunjika kwa kawaida kwa misuli na vyakula lazima zitupwe na kutolewa kwa ufanisi.
Katika papo hapo kushindwa kwa figo, ambayo sasa inaitwa Acute Figo Injury (AKI) taka za nitrojeni hujikusanya kwa haraka na utoaji wa mkojo hupungua yaani mwili kutatizika kutoa mkojo. Hii hutokea ndani ya muda mfupi wa muda (siku au hata saa) baada ya kuanza kwa ugonjwa unaosababisha matatizo makubwa. Sababu kuu ya AKI ni mkazo wa kioksidishaji ambao hutokea kwa sababu ya kuharibika kwa usawa kati ya radicals bure na ulinzi wa kupambana na oksijeni unaotokana na kuongezeka kwa bidhaa za taka zenye oksijeni na hivyo kusababisha uharibifu wa lipids, protini na. DNA. Hali hii husababisha kuvimba na kuendeleza ugonjwa wa figo. Basi kuna uwezekano mkubwa wa kupata magonjwa ya moyo na mishipa na saratani. Ndio maana vyakula na viambata vyenye vioksidishaji vingi vinajulikana kulinda dhidi ya athari mbaya za bidhaa za taka zenye oksijeni. Wakati ukali wa ugonjwa wa figo unapoongezeka, matibabu ya usaidizi kama vile kurejesha maji mwilini na dialysis inahitajika na hata upandikizaji wa figo unaweza kuhitajika. Hakuna tiba inayopatikana kwa AKI na kuifanya kuwajibika kwa mamilioni ya vifo kila mwaka.
Kulinda na kutibu figo zilizojeruhiwa bado ni changamoto kubwa katika dawa. Dawa ya kuzuia vioksidishaji NAC (N-acetylcysteine) inayozingatiwa kiwango cha dhahabu kwa ujumla hutumiwa kulinda figo kutokana na sumu wakati wa taratibu lakini dawa hii haina bioavailability duni na hivyo haina ufanisi mdogo.
Mbinu ya Nanoteknolojia kwa Tiba
Utumiaji wa teknolojia ya nano katika mbinu za matibabu ikijumuisha tiba umeshika kasi katika miongo ya hivi karibuni. Lakini maombi hayo yameonyesha upungufu katika kutibu magonjwa ya figo. Katika utafiti mpya, wanasayansi kutoka Marekani na Uchina wameelezea mbinu mpya ya kuzuia ya kukomesha AKI na kutibu kwa kutumia nanoteknolojia inayohusisha aina ndogo za kujikusanya ambazo hupima mabilioni tu ya kipenyo cha mita. Maumbo haya yalibuniwa na kuendelezwa kwa kutumia mbinu ya nanoteknolojia iitwayo 'DNA origami' ambapo uoanishaji wa msingi wa nne DNA nyukleotidi hutumika kutengeneza na kutengeneza kile kinachoitwa DNA muundo wa origami nanostructures (DONs). Miundo hii ya nano - ama ya pembetatu, tubular au mstatili kwa umbo - inaweza kutumika kufanya kazi mbalimbali ndani ya mwili. Usanifu wa vile miundo inafaa kabisa kwa mifumo ya kuishi kwa sababu ni thabiti na ina sumu ya chini na kinga.
DNA origami nanostructures hujikusanya na kuunganisha kwenye sehemu tofauti za figo na kuunda safu ya kinga karibu nao. Hii imeonekana wakati wa kutathmini usambazaji wao wa kisaikolojia kwa kutumia picha ya kiasi kwa positron emission tomografia (PET). Utafiti wao umechapishwa katika Uhandisi wa Biomedical Nature. Kikundi kiliandaa anuwai DNA miundo ya origami na pia kutumika redio kuweka lebo ili kusoma tabia zao kwenye figo za panya huku wakizichanganua kwa kutumia picha za PET. Walionekana kurundikana kwenye figo za panya wenye afya nzuri pamoja na wale waliokuwa na AKI.
Utafiti ulionyesha jinsi DNA Nanostructures za origami hufanya kazi kama mfungo (ndani ya saa 2 pekee) na kinga ya figo hai na pia zilikuwa za matibabu katika kupunguza dalili za AKI. Baada ya uchunguzi wa usambazaji wao wa wakati halisi kwa kutumia PET scan ilionekana kuwa muundo wa nano wa mstatili ulifanikiwa zaidi kulinda figo kwa njia sawa na dawa ya kawaida. Miundo hii hufuatilia taka zilizo na oksijeni na kuhami seli kutokana na uharibifu kutokana na mkazo wa kioksidishaji. Zinasaidia kudumisha uwiano wa free radicals na ulinzi wa kinza-oksidishaji ndani na karibu na figo kupunguza na kupunguza mkazo wa oksidi ambayo ndiyo chanzo kikuu na dalili za AKI. Hatua zinazochukuliwa na DONs huzuia ugonjwa wa figo kuendelea. DON zilijaribiwa kwenye figo za panya na seli za figo za kiinitete cha binadamu. Miundo hii ilifanya kazi kama ulinzi na utendakazi bora wa figo katika AKI kwa ufanisi kama tiba asilia ya madawa ya kulevya hasa dawa ya NAC kwa AKI.
Miundo ya origami ya DNA ilikuwepo mara kwa mara kwenye figo ambayo waandishi wanapendekeza ni kutokana na sababu kadhaa ikiwa ni pamoja na upinzani wa DON kwa vimeng'enya vya usagaji chakula na kuepusha kwao ufuatiliaji wa mfumo wa kinga. Kifiziolojia, uboreshaji wa utendakazi wa figo ulitathminiwa kwa kubainisha viwango vya kreatini katika seramu ya damu na nitrojeni ya urea ya damu na ikawa wazi kuwa kulikuwa na uboreshaji mkubwa katika utendakazi wa figo wa kutolea figo kulinganishwa na matibabu ya kawaida ya dawa.
Utafiti huu wa fani nyingi unachanganya utaalamu wa nanomedicine na in-vivo imaging na ni wa kwanza kabisa kuchunguza usambazaji wa DNA nanostructures katika mfumo wa kuishi kwa kufuatilia moja kwa moja tabia zao. DON zina sumu ya chini katika viungo kuu vya mwili na kuzifanya zinafaa kwa matumizi ya kliniki kwa wanadamu. Teknolojia hii ya kisasa ni msingi dhabiti ambao unaweza kutoa ulinzi wa ndani kwa figo kutoka kwa AKI na inaweza kutumika kubuni mbinu mpya za matibabu kwa ajili ya kutibu AKI na magonjwa mengine ya figo. Suluhisho la magonjwa ya figo linaweza kuwa ukweli kwa wagonjwa wanaougua jeraha la papo hapo la figo. Utafiti huo unaongeza uwezo wa miundo ya matibabu inayoweza kupangwa ambayo inaweza kutumika kwa utoaji wa madawa ya kulevya na urekebishaji wa viungo na tishu katika mwili.
***
Chanzo (s)
Jiang D et al. 2018. DNA origami nanostructures inaweza kuonyesha upendeleo wa kuchukua figo na kupunguza jeraha la papo hapo la figo. Uhandisi wa Biomedical Nature. 2 (1). https://doi.org/10.1038/s41551-018-0317-8
***
