Revoluce v medicíně: Stanfordští vědci rozsvítili světlo uvnitř těla bez jediného řezu

Vědci ze Stanfordovy univerzity představili průlomovou metodu, která umožňuje vytvářet přesné body světla kdekoli v živé tkáni, a to zcela neinvazivně.

Vědci ze Stanfordovy univerzity představili průlomovou metodu, která umožňuje vytvářet přesné body světla kdekoli v živé tkáni, a to zcela neinvazivně. Tato inovativní technika by mohla nahradit invazivní postupy, jako jsou chirurgické implantáty nebo zavádění optických vláken, které jsou dosud nezbytné pro hlubokou světelnou terapii.

Světlo je sice mocným nástrojem pro léčbu a výzkum mozku, ale má zásadní omezení: špatně proniká kůží a hlubokými tkáněmi. Hustá síť buněk, tuku a kostí působí jako bariéra pro fotony. Pro léčbu hluboko uložených nádorů nebo stimulaci specifických neuronů v mozku museli lékaři dosud používat skalpel a zavádět optická vlákna, čímž poškozovali zdravou tkáň.

Nová metoda, publikovaná 13. dubna v časopise Nature Materials, využívá drobné částice, které se vstřikují do krevního oběhu. Tyto částice fungují jako mikroskopické žárovky, které se rozsvítí, když jsou stlačeny mechanickým tlakem ultrazvukových vln. Ultrazvuk, známý z prenatálních vyšetření, snadno proniká tělem a dosahuje mnohem hlouběji než světlo.

„S těmito materiály můžeme produkovat emise světla v mozku, ve střevech, v míše, ve svalech – prakticky kdekoli – aniž bychom potřebovali fyzický implantát,“ uvedl Guosong Hong, asistent profesora materiálových věd a inženýrství na Stanfordu. Vědci přizpůsobili velké keramické částice na drobné, tělu přátelské nanočástice, které jsou dostatečně malé na to, aby cirkulovaly v krevním řečišti. Tyto specializované materiály jsou mechanoluminiscenční, což znamená, že se aktivují pouze tlakem ultrazvuku a vyzařují modré světlo o vlnové délce 490 nanometrů.

Funkčnost systému byla úspěšně demonstrována na myší modelech, kde vědci použili ultrazvukovou „čepici“ k vyvolání světla v konkrétních oblastech mozku. Cílení na jednu oblast mozku vedlo myš k odbočení doleva, zatímco zaměření na jinou oblast ji nasměrovalo doprava. Tento experiment ukázal bezdrátové, neinvazivní ovládání chování bez nutnosti vrtání otvorů do lebky nebo připojování drátů k mozkové tkáni.

Úspěšná demonstrace na mozku potvrzuje, že světlo spouštěné zvukem může ovlivňovat chování buněk hluboko v těle. Tato technika otevírá dveře pro širokou škálu lékařských ošetření závislých na světle, včetně přesných terapií rakoviny nebo lokalizovaného genového inženýrství. Ultrafialové vlnové délky by mohly být využity k ničení patogenů nebo pro světlem aktivované genové úpravy s vysokou přesností. Vědci již pracují na nahrazení současných keramických nanočástic biologicky odbouratelnými materiály, které by játra mohla po léčbě bezpečně zpracovat.