Færre dyreforsøg takket være nanosensorer

Forsøg på dyr har været genstand for kritik i årtier, men der er ingen udsigt til, at de snart vil flytte fra dem. Antallet af forsøg med forsøgsdyr er faktisk steget. Nu, forskere har fundet en alternativ tilgang:De håber, at sensor -nanopartikler vil reducere behovet for dyreforsøg.

Utallige mus, rotter og kaniner dør hvert år i videnskabens navn - og situationen bliver værre. Mens tyske laboratorier brugte omkring 2,41 millioner dyr til videnskabelig forskning i 2005, i 2009 var dette tal vokset til 2,79 mio. En tredjedel var bestemt til grundlæggende biologisk forskning, og størstedelen blev brugt til forskning i sygdomme og udvikling af medicinske forbindelser og udstyr. Folk kræver medicin, der er sikre, og behandlinger, der er tålelige, men næsten ingen er glade for at acceptere behovet for dyreforsøg. Det er derfor, forskere har brugt år på at lede efter metoder, der kan erstatte dem. Nu har forskere ved Fraunhofer Research Institution for Modular Solid State Technologies EMFT i München fundet et alternativ:de håber at bruge nye nanosensorer til at reducere antallet af forsøg, der udføres på dyr. "Vi bruger dybest set et reagensglas til at studere virkningerne af kemikalier og deres potentielle risici. Hvad vi gør er at tage levende celler, som blev isoleret fra humant og animalsk væv og dyrket i cellekulturer, og udsætte dem for det undersøgte stof, ”Forklarer Dr. Jennifer Schmidt fra EMFT. Hvis en given koncentration af stoffet er giftig for cellen, det vil dø. Denne ændring i "velvære" kan gøres synlig af sensor-nanopartiklerne udviklet af Dr. Schmidt og hendes team.

Celler - de mindste levende ting - der er sunde, gemmer energi i form af adenosintrifosfat (ATP). Høje niveauer af ATP er tegn på høje niveauer af metabolisk aktivitet i celler. Hvis en celle er alvorligt beskadiget, det bliver mindre aktivt, lagre mindre energi og dermed producere mindre ATP. ”Vores nanosensorer giver os mulighed for at detektere adenosintrifosfat og bestemme cellers sundhedstilstand. Dette gør det muligt at vurdere de celleskadelige virkninger af medicinske forbindelser eller kemikalier, ”Siger Schmidt.

For at nanopartiklerne kan registrere ATP, forskere giver dem to fluorescerende farvestoffer:et grønt indikatorfarvestof, der er følsomt over for ATP, og et rødt referencefarvestof, der ikke ændrer farve. Næste, forskerne introducerer partiklerne til levende celler og observerer dem under et fluorescensmikroskop. I hvilken grad partiklerne lyser afhænger af mængden af ​​ATP, der er til stede. Jo mere gul er synlig i overlejringsbilledet, jo mere aktive er cellerne. Hvis deres helbred var nedsat, overlejringsbilledet ser meget rødere ud. ”Vi kunne i fremtiden bruge kræftceller til at teste effektiviteten af ​​nyudviklede kemoterapimidler. Hvis nanosensorerne registrerer en lav koncentration af ATP i cellerne, vi ved, at den nye behandling enten hæmmer tumorcellevækst eller endda dræber dem, ”Siger Schmidt. "De mest lovende agenter kunne derefter undersøges nærmere."

EMFT -forskernes nanopartikler er yderst velegnede til opgaven:de er ikke giftige for celler, de kan let passere gennem cellemembraner, og de kan endda rettes til bestemte punkter, hvor effekten af ​​teststoffet er mest interessant. Men før denne procedure kan anvendes, det skal først godkendes af tilsynsmyndighederne - så EMFT -eksperterne har en lang rejse foran sig for at få godkendelser fra forskellige officielle organer. Denne udsigt har ikke, imidlertid, forhindrede forskerne i at forfine teknologien og komme med nye applikationer til den - for eksempel for at teste kvaliteten af ​​emballeret kød og dets egnethed til forbrug. Til dette formål har de udviklet nanosensorer, der kan bestemme koncentrationer af ilt og giftige aminer.