Nano-Fotosentez: İnme Tedavisi İçin Aydınlatıcı Bir Olanak

İnme hastalarının beyinlerindeki tıkanmış kan damarları, oksijenden zengin kanın hücrelere ulaşmasını engelleyerek ciddi hasara neden olur. Bitkiler ve bazı mikroplar fotosentez yoluyla oksijen üretirler. Ya hastaların beyinlerinde fotosentez yapmanın bir yolu olsaydı? Şimdi, ACS’nin Nano Letters’ında rapor veren araştırmacılar   , konsept kanıtı gösterisinde mavi-yeşil algler ve özel nanopartiküller kullanarak hücrelerde ve farelerde tam da bunu yaptılar.

Dünya Sağlık Örgütü’ne göre, felçler her yıl dünya çapında 5 milyon insanın ölümüne neden oluyor. Milyonlarcası daha hayatta kalır, ancak genellikle konuşma, yutma veya hafıza ile ilgili zorluklar gibi engeller yaşarlar. En yaygın neden beyindeki bir kan damarı tıkanıklığıdır ve bu tip felçten kalıcı beyin hasarını önlemenin en iyi yolu tıkanıklığı mümkün olan en kısa sürede çözmek veya cerrahi olarak çıkarmaktır. Ancak bu seçenekler, inme gerçekleştikten sonra yalnızca dar bir zaman aralığında çalışır ve riskli olabilir.

Synechococcus elongatus gibi mavi-yeşil algler, kalp dokusundaki oksijen eksikliğini ve tümörleri fotosentez kullanarak tedavi etmek için daha önce çalışılmıştı. Ancak mikropları tetiklemek için gereken görünür ışık, kafatasına nüfuz edemez ve yakın kızılötesi ışık geçebilse de, doğrudan fotosentezi güçlendirmek için yetersizdir. Genellikle görüntüleme için kullanılan “yukarı dönüşüm” nanoparçacıkları, yakın kızılötesi fotonları emebilir ve görünür ışık yayabilir. Bu nedenle, Huazhong Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’ndeki Lin Wang, Zheng Wang, Guobin Wang ve meslektaşları, bu parçaları birleştirerek bir gün inme hastaları için kullanılabilecek yeni bir yaklaşım geliştirip geliştiremeyeceklerini görmek istediler – S. elongatus , nanopartiküller ve yakın- kızılötesi ışık — yeni bir “nano-fotosentetik” sistemde.

Araştırmacılar, S. elongatus’u  , dokuya nüfuz eden yakın kızılötesi ışığı, mikropların fotosentez yapmak için kullanabileceği görünür bir dalga boyuna dönüştüren neodimyum yukarı-dönüşüm nanoparçacıkları ile eşleştirdi  . Bir hücre çalışmasında, nano-fotosentez yaklaşımının oksijen ve glikoz yoksunluğundan sonra ölen nöron sayısını azalttığını buldular. Daha sonra mikropları ve nanoparçacıkları tıkanmış serebral arterleri olan farelere enjekte ettiler ve fareleri yakın kızılötesi ışığa maruz bıraktılar. Terapi, ölmekte olan nöronların sayısını azalttı, hayvanların motor fonksiyonlarını iyileştirdi ve hatta yeni kan damarlarının büyümeye başlamasına yardımcı oldu. Araştırmacılar, bu tedavinin hala hayvanlar üzerinde test aşamasında olmasına rağmen, bir gün insan klinik deneylerine doğru ilerleme sözü verdiğini söylüyor.

Referans: Jian Wang, Qiangfei Su, Qiying Lv, Bo Cai, Xiakeerzhati Xiaohalati, Guobin Wang, Zheng Wang ve Lin Wang, 19 Mayıs 2021, Nano Harfler .
DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c00719

Kaynak: Scitechdaily