Skupina českých vědců vytváří varovné systémy, které zareagují, jakmile se v transfuzní stanici objeví krev nakažená virem žloutenky, HIV nebo jinou infekcí. Měly by také upozornit na přítomnost nebezpečných bakterií, plísní a toxinů ve vodě nebo při výrobě potravin.
Na výzkumu pracuje čtyřčlenný tým biofyzika Eduarda Bryndy z Ústavu makromolekulární chemie Akademie věd. Vědci předpokládají, že časem by jejich biosenzory, tedy snímače vytvořené na biologickém základě, mohly odhalit i rizikové faktory přímo v lidském těle a včas varovat třeba před infarktem. A měly by být také schopné sledovat hladinu léků v organismu pacientů v nemocnici.
Oklamaná krev
Biosenzorům předcházel jiný významný objev, a sice pokrývání lékařských materiálů vrstvami látek, které se snášejí s krví. Krev totiž rozpozná každý povrch, který není součástí cévy, a má pak tendenci se na něm srážet a vyvolávat obrannou reakci. "Snažili jsme se najít látku, kterou by krev nezaregistrovala," vysvětluje doktor Brynda. "Takový povrch vyžadují například umělá srdce, mimotělní okruhy či přístroje nahrazující činnost plic při chirurgických zákrocích." Obvykle se riziko srážení krve snižuje tak, že lékaři pacientovu krev obohatí o větší dávky látek zabraňujících jejímu srážení. Tím se však zvyšuje riziko vnitřního krvácení. Eduard Brynda a jeho kolega Milan Houska přišli už před deseti lety na jinou účinnou ochranu před nežádoucí reakcí krve: pokryli povrch, s nímž přichází do styku, vrstvou molekul albuminu, což je bílkovina, jíž jsou v krvi průměrně čtyři procenta, takže ji krev nevnímá jako cizí látku. Novou technologii nabídli čeští vědci americkým a švýcarským výrobcům lékařských přístrojů, ale jednání zatím nedosáhla konkrétních výsledků.
Biosenzory hledají škůdce
Metoda měla přirozené pokračování ve vývoji biosenzorů. Při tom jde o pokrývání fyzikálních čidel, jako je například optické vlákno, řetězci biologických molekul. Ty pak reagují na specifické látky z okolního prostředí. Jejich reakce vyvolá signál (světlo, zvuk...), který informuje o přítomnosti vyhledávané látky. Převážná část biosenzorů je založena na zvláštní přitažlivosti mezi biologickými molekulami. Typickým příkladem takové přitažlivosti jsou protilátky, které se tvoří v organismu při obranné reakci na cizí bílkoviny, viry, bakterie, parazity atd. Uměle lze vyvolat tvorbu protilátek také proti chemickým toxinům nebo třeba pesticidům. "Jestliže na fyzikální čidlo připevníme protilátku, získáme imunosenzor, který je schopný zjistit právě ty faktory, proti kterým byla protilátka vytvořena," říká Eduard Brynda. "Protilátky k sobě přitáhnou hledaného nositele choroby nebo jeho produkty, o čemž nás imunosenzor informuje dejme tomu prostřednictvím monitoru počítače, s nímž je propojen." Konečným výsledkem výzkumu by mohla být lepší a rychlejší diagnostika chorob, od níž se dá očekávat velký zlom v medicíně. Biosenzor může například zjistit náchylnost k infarktu, předchází mu totiž výskyt molekul několika bílkovin v krvi. Na komerční využití si však ještě počkáme. Nejen české, ale i zahraniční firmy dnes do lékařského výzkumu nerady investují, protože nové produkty musí být dlouhodobě a nákladně testovány. Odborníkům se však výsledky práce skupiny Eduarda Bryndy zdají slibné. "Vývoj biosenzorů probíhá po celém světě. Překážkou použití těchto čidel zatím je, že podléhají rušivému vlivu některých bílkovin obsažených v krvi. Vědcům v Praze se však dobře daří potlačovat odezvu na látky, které hledat nechceme, což umožňuje rychle určit jen vyhledávanou látku, a tedy i pohotově stanovit diagnózu. A v tom je tým doktora Bryndy nejdál," hodnotí Jan Evangelista Dyr, vedoucí oddělení biochemie Ústavu hematologie a krevní transfúze v Praze.
Kontrola potravin
Naštěstí je tu zájem potravinářského průmyslu a firem zabývajích se životním prostředím. Citlivé biosenzory budou velmi užitečné hlavně při monitorování prostředí, v němž se hledané molekuly vyskytují ve velmi malém množství a v přítomnosti mnoha molekul různého druhu. Takovým prostředím je nejen krev, ale i potraviny, směsi v biotechnologických reaktorech, půda nebo znečištěná voda. Tým doktora Bryndy se momentálně zabývá varovným systémem, který se ozve dřív, než do výroby krevních derivátů vstoupí krevní plazma nakažená žloutenkou, nebo který by upozornil na přítomnost salmonely v potravinovém výtažku.
Na výzkumu pracuje čtyřčlenný tým biofyzika Eduarda Bryndy z Ústavu makromolekulární chemie Akademie věd. Vědci předpokládají, že časem by jejich biosenzory, tedy snímače vytvořené na biologickém základě, mohly odhalit i rizikové faktory přímo v lidském těle a včas varovat třeba před infarktem. A měly by být také schopné sledovat hladinu léků v organismu pacientů v nemocnici.
Oklamaná krev
Biosenzorům předcházel jiný významný objev, a sice pokrývání lékařských materiálů vrstvami látek, které se snášejí s krví. Krev totiž rozpozná každý povrch, který není součástí cévy, a má pak tendenci se na něm srážet a vyvolávat obrannou reakci. "Snažili jsme se najít látku, kterou by krev nezaregistrovala," vysvětluje doktor Brynda. "Takový povrch vyžadují například umělá srdce, mimotělní okruhy či přístroje nahrazující činnost plic při chirurgických zákrocích." Obvykle se riziko srážení krve snižuje tak, že lékaři pacientovu krev obohatí o větší dávky látek zabraňujících jejímu srážení. Tím se však zvyšuje riziko vnitřního krvácení. Eduard Brynda a jeho kolega Milan Houska přišli už před deseti lety na jinou účinnou ochranu před nežádoucí reakcí krve: pokryli povrch, s nímž přichází do styku, vrstvou molekul albuminu, což je bílkovina, jíž jsou v krvi průměrně čtyři procenta, takže ji krev nevnímá jako cizí látku. Novou technologii nabídli čeští vědci americkým a švýcarským výrobcům lékařských přístrojů, ale jednání zatím nedosáhla konkrétních výsledků.
Biosenzory hledají škůdce
Metoda měla přirozené pokračování ve vývoji biosenzorů. Při tom jde o pokrývání fyzikálních čidel, jako je například optické vlákno, řetězci biologických molekul. Ty pak reagují na specifické látky z okolního prostředí. Jejich reakce vyvolá signál (světlo, zvuk...), který informuje o přítomnosti vyhledávané látky. Převážná část biosenzorů je založena na zvláštní přitažlivosti mezi biologickými molekulami. Typickým příkladem takové přitažlivosti jsou protilátky, které se tvoří v organismu při obranné reakci na cizí bílkoviny, viry, bakterie, parazity atd. Uměle lze vyvolat tvorbu protilátek také proti chemickým toxinům nebo třeba pesticidům. "Jestliže na fyzikální čidlo připevníme protilátku, získáme imunosenzor, který je schopný zjistit právě ty faktory, proti kterým byla protilátka vytvořena," říká Eduard Brynda. "Protilátky k sobě přitáhnou hledaného nositele choroby nebo jeho produkty, o čemž nás imunosenzor informuje dejme tomu prostřednictvím monitoru počítače, s nímž je propojen." Konečným výsledkem výzkumu by mohla být lepší a rychlejší diagnostika chorob, od níž se dá očekávat velký zlom v medicíně. Biosenzor může například zjistit náchylnost k infarktu, předchází mu totiž výskyt molekul několika bílkovin v krvi. Na komerční využití si však ještě počkáme. Nejen české, ale i zahraniční firmy dnes do lékařského výzkumu nerady investují, protože nové produkty musí být dlouhodobě a nákladně testovány. Odborníkům se však výsledky práce skupiny Eduarda Bryndy zdají slibné. "Vývoj biosenzorů probíhá po celém světě. Překážkou použití těchto čidel zatím je, že podléhají rušivému vlivu některých bílkovin obsažených v krvi. Vědcům v Praze se však dobře daří potlačovat odezvu na látky, které hledat nechceme, což umožňuje rychle určit jen vyhledávanou látku, a tedy i pohotově stanovit diagnózu. A v tom je tým doktora Bryndy nejdál," hodnotí Jan Evangelista Dyr, vedoucí oddělení biochemie Ústavu hematologie a krevní transfúze v Praze.
Kontrola potravin
Naštěstí je tu zájem potravinářského průmyslu a firem zabývajích se životním prostředím. Citlivé biosenzory budou velmi užitečné hlavně při monitorování prostředí, v němž se hledané molekuly vyskytují ve velmi malém množství a v přítomnosti mnoha molekul různého druhu. Takovým prostředím je nejen krev, ale i potraviny, směsi v biotechnologických reaktorech, půda nebo znečištěná voda. Tým doktora Bryndy se momentálně zabývá varovným systémem, který se ozve dřív, než do výroby krevních derivátů vstoupí krevní plazma nakažená žloutenkou, nebo který by upozornil na přítomnost salmonely v potravinovém výtažku.
