Košičania skúmajú využitie jadrového žiarenia v boji proti rakovine

Kandidátmi na skúmanie v jadrovom reaktore boli nanočastice, ktoré boli vyvinuté a pripravené v skupine DrSc. Adriany Zeleňákovej na Ústave fyzikálnych vied UPJŠ v Košiciach. “Priniesli sme aj vzorky pripravené kolegami a kolegyňami z viacerých oddelení košickej Slovenskej akadémie vied. Ide o špeciálne upravené magnetické nanočastice (maličké magnety, 5000-krát menšie ako hrúbka vlasu), na povrchu ktorých sa nachádzajú rôzne aktívne látky. Vyvinuté nanočastice majú slúžiť predovšetkým v biomedicíne pri diagnostike či liečbe rôznych chorôb (rakovina, respiračné ochorenia, zápaly a pod.),” približuje RNDr. Pavol Hrubovčák, PhD.

V Košiciach ich vedci vedia pripraviť, no aby presne videli, ako sa im darí nanášať látky na povrch nanočastíc, potrebujú ďalší uhol pohľadu. Keďže ide o veľmi malé objekty, ich zloženie, resp. štruktúru nestačí skúmať len pomocou výkonných elektrónových mikroskopov a röntgenov. “Z viacerých fyzikálnych príčin ani tieto metódy nedokážu „vidieť“ zloženie a hrúbku vrstvy na povrchu nanočastíc, ktorá je zodpovedná za ich správne fungovanie v praxi. Na skúmanie takýchto tenkých organických vrstiev sa využíva práve neutrónové žiarenie z jadrového reaktora,” vysvetľuje ďalej Hrubovčák.

Neutrónové žiarenie je nutné na to, aby “presvietilo” nanočastice. “V rámci nášho experimentu sme nanočastice ožarovali neutrónovým lúčom. Neutróny sa pri prechode cez nanočastice rozptýlili podľa fyzikálnych zákonov do rôznych smerov. Na detektore tak vytvorili určitý vzor, obrázok. Z takéhoto obrázku vedia vedci následne pomocou pomerne komplikovaných prepočtov určiť, ako ožiarený objekt v skutočnosti vyzerá,” hovorí ďalej Hrubovčák.

Úspechom je už možnosť výskumu v reaktore

Experimenty na jadrovom reaktore sú jednak drahé, jednak je o nich vo vedeckej komunite veľký záujem. Vôbec nie je samozrejmosť, že jadrové výskumné centrum pridelí tímu merací čas. “Je potrebné podať žiadosť viac ako pol roka dopredu a návrh experimentu prísne posudzuje medzinárodná komisia zložená z najlepších svetových odborníkov v danej oblasti. Experiment musí obstáť v tvrdej konkurencii. Svedčí to o tom, že u nás, v Košiciach, sa robí veda na tej najvyššej svetovej úrovni a že naše nanočastice majú veľkú perspektívu z hľadiska biomedicínskych či iných technických aplikácií,” približuje Hrubovčák a dodáva, že experimenty v reaktore sú súčasťou rozsiahlejšieho výskumu nanočastíc.

Z Grenoblu sa vrátili do Košíc s množstvom dát, ktoré bude treba dôkladne analyzovať nasledujúce týždne. Prvotné odhady však naznačujú, že experimenty sa podarili a ukázali aj prekvapivé javy, ktoré dosiaľ nie sú preskúmané. “Získame cenné informácie najmä o hrúbke a zložení vrstiev na povrchu nanočastíc, ktoré sú zodpovedné za ich funkčné vlastnosti, napríklad boj s rakovinou. Často ide o vrstvy v hrúbke len niekoľkých atómov a inými metódami by pre nás boli „neviditeľné“. Prekvapivo, experimenty naznačili, že niektoré druhy našich nanočastíc sa samovoľne organizujú do takzvaných „superštruktúr“, akoby „zhlukov“ v tvare retiazky. Takéto sústavy nanočastíc a ich správanie doposiaľ nie sú dostatočne vedecky preštudované a tak sa nám možno otvára príležitosť prispieť aj k tejto novej oblasti vedy,” pochválil sa Hrubovčák.

Ďalšia zastávka v urýchľovači častíc Soleil pri Paríži

V Grenobli sa zameriavali hlavne na skúmanie ich zloženia a štruktúry. Ďalej plánujú aj experimenty na urýchľovači častíc v synchrotrónovom centre Soleil pri Paríži, kde budú skúmať štruktúru a magnetizmus nanočastíc na atomárnej úrovni. “Od týchto experimentov si sľubujeme lepšie porozumenie ich magnetickému správaniu. Na budúci týždeň sa chystáme na experimenty do jadrového výskumného centra vo Vinči pri Belehrade. Tam budeme experimentálne skúmať, ako sa vybrané nanočastice zahrievajú pôsobením striedavého magnetického poľa s vysokou frekvenciou, až 300-tisíckrát za sekundu. Ide o výskum častíc zameraných na zabíjanie nádorových buniek pomocou tepla, tzv. hypertermia,” približuje.

Nadviazanie užšej spolupráce medzi UPJŠ a ILL

Okrem vedeckého programu mala pracovná cesta do Grenoblu rozmer aj nadväzovania budúcej užšej spolupráce medzi jadrovým výskumným centrom ILL a Univerzitou P.J. Šafárika v Košiciach. “Doc. Adriana Zeleňáková, DrSc. ako zástupkyňa UPJŠ  podpísala memorandum o spolupráci s Dr. Markom Johnosnom, vedúcim oddelenia partnerstiev a komunikácie a bývalým riaditeľom ILL. Naši študenti a doktorandi tak budú mať v budúcnosti jednoduchší prístup k štúdiu, práci či stážam v tomto špičkovom svetovom jadrovom centre,” približuje Hrubovčák ďalší úspech.

Galéria

+ 6