احساس- عمل- درمان، یک نانوداروخانه روی یک وصله

شما خود را زخمی می‌کنید و ناگزیر رنجور می‌شوید. ولی بجای روی آوردن به جعبه کمک‌های اولیه از قبل احساس خوب شدن می‌کنید، زیرا وصله احساس- عمل- درمان شما مطلع شده و یک کشنده درد آزاد می‌کند. این همان سناریویی است که جوزف وانگ و همکارانش در دانشگاه کالیفرنیا سعی دارند به واقعیت تبدیل کنند.

شما خود را زخمی می‌کنید و ناگزیر رنجور می‌شوید. ولی بجای روی آوردن به
جعبه کمک‌های اولیه از قبل احساس خوب شدن می‌کنید، زیرا وصله احساس- عمل-
درمان شما مطلع شده و یک کشنده درد آزاد می‌کند. این همان سناریویی است که
جوزف وانگ و همکارانش در دانشگاه کالیفرنیا سعی دارند به واقعیت تبدیل کنند.

گروه مذکور با همکاری ایوگنی کاتز در دانشگاه کلارکسون، آمریکا، یک پیل
بیوسوختی را سیم‌کشی کرده است که با زیست‌نشانگرهای زخم فعال می‌شود و سپس
از یکی از الکتروها دارو آزاد می‌کند. این سیستم یکپارچه از منطق بولی برای
تنظیم آزادسازی دارو استفاده می‌کند و فقط به اندازه مورد نیاز دارو تحویل
می‌دهد. هم پیل‌های سوختی با پاسخگویی منطقی و هم آزادسازی کنترل شده منطقی
دارو قبلا هم انجام شده بودند، ولی این اولین باری است که هردو با هم ادغام
می‌شوند.

 
این “نانوداروخانه” از منطق بولی برای تصمیم‌گیری در مورد آزادسازی یک دارو استفاده
می‌کند.
این گروه تصمیم به تولید یک افزاره بیوسوختی گرفت که به اسید لاکتیک پاسخ می‌دهد،
چون مقادیر اضافی این مولکول در حوادث منجر به آسیب‌های شکمی آزاد می‌شوند. آنها یک
سیستم متشکل از یک پیل بیوسوختی ساختند که دارای یک درگاه منطقی آنزیمی روی آندش و
یک کاتد شامل دارو بود.

هنگامی که اسید لاکتیک و لاکتات دِهیدروژناز (LDH) موجود باشند؛ LDH، با استفاده از
NAD+ بعنوان یک عامل اکسیدی، تولید پیرووات از اسید لاکتیک را تسریع می‌بخشد.
NADHهایی که توسط این واکنش تشکیل می‌شوند، می‌توانند باعث تزریق الکترون‌ها به
درون سلول سوختی شوند. در این روش، LDH و اسید لاکتیک بعنوان یک درگاه AND رفتار
می‌کنند و داروی موجود در کاتد – در اینجا پاراستامول – فقط هنگامی آزاد می‌شود که
اسید لاکتیک که زیست‌نشانگر زخم است آشکارسازی شده و مدار کامل شود.

این کار بوسیله اداره تحقیقات نیروی دریایی سرمایه‌گذاری شده است و وانگ توضیح
می‌دهد که هدف آن طراحی یک نانوداروخانه کاملی است که بتواند سربازان را در میدان
جنگ پایش و درمان کند.

هنوز راه طویلی برای رسیدن به استفاده‌های عملی در پیش است تا بهبودهای متنوعی
ایجاد شوند ولی شاید روزی خود جعبه کمک‌های اولیه بعنوان یادگاری از گذشته تلقی
شود.

این پژوهشگران جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Angew. Chem. Int. Ed.
منتشر کرده‌اند.