En oplysende mulighed for slagtilfældebehandling:Nano-fotosyntese

Blokerede blodkar i hjernen hos patienter med slagtilfælde forhindrer iltrigt blod i at komme til cellerne, forårsager alvorlig skade. Planter og nogle mikrober producerer ilt gennem fotosyntese. Hvad hvis der var en måde at få fotosyntese til at ske i patienters hjerner? Nu, forskere, der rapporterer i ACS' Nano bogstaver har gjort netop det i celler og i mus, ved hjælp af blågrønne alger og specielle nanopartikler, i en proof-of-concept demonstration.

Slagtilfælde resulterer hvert år i 5 millioner menneskers død på verdensplan, ifølge Verdenssundhedsorganisationen. Flere millioner overlever, men de oplever ofte handicap, såsom talebesvær, synke eller hukommelse. Den mest almindelige årsag er blokering af blodkar i hjernen, og den bedste måde at forhindre permanent hjerneskade fra denne type slagtilfælde er at opløse eller kirurgisk fjerne blokeringen så hurtigt som muligt. Imidlertid, disse muligheder virker kun inden for et snævert tidsvindue efter slagtilfældet og kan være risikabelt. blågrønne alger, såsom Synechococcus elongatus , er tidligere blevet undersøgt for at behandle iltmangel i hjertevæv og tumorer ved hjælp af fotosyntese. Men det synlige lys, der skal til for at udløse mikroberne, kan ikke trænge ind i kraniet, og selvom nær-infrarødt lys kan passere igennem, det er utilstrækkeligt til direkte at drive fotosyntesen. "Op-konvertering" nanopartikler, bruges ofte til billeddannelse, kan absorbere nær-infrarøde fotoner og udsende synligt lys. Så, Lin Wang, Zheng Wang, Guobin Wang og kolleger ved Huazhong University of Science and Technology ønskede at se, om de kunne udvikle en ny tilgang, der en dag kunne bruges til patienter med slagtilfælde ved at kombinere disse dele— S. elongatus , nanopartikler og nær-infrarødt lys - i et nyt "nano-fotosyntetisk" system.

Forskerne parrede S. elongatus med neodym-opkonverterende nanopartikler, der transformerer vævsgennemtrængende nær-infrarødt lys til en synlig bølgelængde, som mikroberne kan bruge til at fotosyntetisere. I en celleundersøgelse, de fandt, at nano-fotosyntese-tilgangen reducerede antallet af neuroner, der døde efter ilt- og glukosemangel. De injicerede derefter mikroberne og nanopartiklerne i mus med blokerede cerebrale arterier og udsatte musene for nær-infrarødt lys. Behandlingen reducerede antallet af døende neuroner, forbedrede dyrenes motoriske funktion og hjalp endda nye blodkar til at begynde at vokse. Selvom denne behandling stadig er i dyreforsøgsstadiet, det lover en dag at gå videre mod kliniske forsøg på mennesker, siger forskerne.