დედამიწის მაგნიტური ველი ფუნდამენტური ფიზიკური ძალაა, რომელიც მრავალი ბიოლოგიური სახეობისთვის ნავიგაციის უმთავრეს საშუალებას წარმოადგენს. მიუხედავად იმისა, რომ გადამფრენი ფრინველები თუ ზღვის ბინადრები პლანეტის სუსტ მაგნიტურ იმპულსებს ორიენტაციისთვის ბუნებრივად იყენებენ, ადამიანის ორგანიზმი ამ ძალის მიმართ ინერტულია. მედიცინაში მაგნიტური ველების აღქმა და გამოყენება, ტრადიციულად, მაღალტექნოლოგიურ, რთულ და ძვირადღირებულ ვიზუალიზაციის სისტემებთან (MRI) ასოცირდება. თუმცა, ბიოინჟინერიაში მიღწეულმა უახლესმა გარღვევამ შესაძლოა არსებული მიდგომა ფუნდამენტურად შეცვალოს.
ჟურნალ Nature-ში გამოქვეყნებული პუბლიკაცია ინოვაციურ მეთოდოლოგიას აღწერს. კვლევა ხელოვნურად მოდიფიცირებული ცილების შექმნას ეხება, რომელთაც მცირე ინტენსივობის მაგნიტური ველების აღქმა შეუძლიათ. აღნიშნული ტექნოლოგიით პათოლოგიების დიაგნოსტიკა და ფარმაკოლოგიური აგენტების მართვა ორგანიზმში დისტანციურად, არაინვაზიური მეთოდებით იქნება შესაძლებელი.
როგორ მუშაობს მაგნიტური „გადამრთველი“?
მოდიფიცირებული ცილების ფუნქციური გარდაქმნა მაგნიტური იმპულსების ბიოქიმიურ ან ოპტიკურ სიგნალებად გარდასახვის უნარს ეფუძნება. მაგნიტური ველის ზემოქმედებით ცილები ფლუორესცენციის ინტენსივობას ან სამიზნე მოლეკულებთან დაკავშირების უნარს (აფინურობას) იცვლიან.
ეს პროცესი კვანტურ დონეზე, კერძოდ, რადიკალური წყვილების მექანიზმით მიმდინარეობს: ფოტოაგზნებისას ცილაში ელექტრონები გადაადგილდებიან, რაც გარდამავალ მდგომარეობას წარმოქმნის. გარე მაგნიტური ველი გავლენას ახდენს ელექტრონების სპინურ მდგომარეობაზე, რაც მათ შემდგომ რეაქციას განსაზღვრავს. შედეგად, ფოტონების გამოსხივება იკლებს, რაც კლინიკური მონიტორინგისთვის სანდო სადიაგნოსტიკო მაჩვენებელს წარმოადგენს.
ტექნოლოგიის პრაქტიკული მნიშვნელობა რამდენიმე სტრატეგიულ მიმართულებას მოიცავს. პირველ რიგში, მაგნიტო-სენსიტიური ცილები დაბალი სიმძლავრის MRI სისტემების შექმნასა და პათოლოგიების უჯრედულ ვიზუალიზაციას შესაძლებელს გახდის.
პარალელურად, ეს გარღვევა ფარმაკოთერაპიის დისტანციურ მართვასაც უყრის საფუძველს. აღნიშნული მეთოდი მედიკამენტის გააქტიურებას მხოლოდ მიზნობრივი მაგნიტური ზემოქმედების არეალში გულისხმობს. მაგალითად, სიმსივნის საწინააღმდეგო თერაპიისას წამლის მოქმედება ექსკლუზიურად დაზიანებულ კერაში ლოკალიზდება. ეს სისტემურ გვერდით მოვლენებს მინიმუმამდე დაიყვანს და ჯანმრთელ ქსოვილებს ტოქსიკური ზემოქმედებისგან დაიცავს.
მიუხედავად იმისა, რომ ტექნოლოგია ამჟამად პრეკლინიკურ კვლევის ეტაპზეა, სამეცნიერო საზოგადოება მასში ბიოსამედიცინო სფეროს რადიკალური ტრანსფორმაციის პოტენციალს ხედავს. პრაქტიკულ მედიცინაში დისტანციურად მართვადი ცილების ინტეგრაცია დიაგნოსტიკის სიზუსტესა და თერაპიულ უსაფრთხოებას მნიშვნელოვნად გაზრდის. აღნიშნული ტექნოლოგია სამკურნალო პროცედურებს პაციენტისთვის ნაკლებად ინვაზიურს და მეტად ეფექტურს გახდის.
წყარო: Science
