Золотые наностержни — это крошечные стержни шириной от 1 до 100 нанометров в длину. Для сравнения: человеческий волос имеет ширину 100 000 нанометров.
Команда покрыла золотые наностержни особым типом белка, который переносит жир внутри тела, известного как липопротеин. Это позволило наностержням эффективно связываться с мембранами нервных клеток, несущими болевой рецептор TRPV1 (временный рецепторный потенциал ваниллоидного типа 1). Затем к болевым рецепторам, покрытым наностержнями, применялся ближний инфракрасный свет. Наностержни нагреваются, активируя болевые рецепторы, обеспечивая приток ионов кальция через мембрану.
Известно, что длительная активация TRPV1 впоследствии приводит к их десенсибилизации, принося облегчение боли. Важно отметить, что нагревание золотых наностержней позволило безопасно активировать только болевые рецепторы TRPV1, не затрагивая мембрану, в которой они лежат.Предыдущие исследования показали, что магнитные наночастицы (крошечные частицы нанодиапазона, сделанные из магнитных материалов) также способны активировать рецепторы TRPV1 путем приложения магнитного поля.
Однако для работы клеток-мишеней в этом методе требуется генетическая модификация. Использование золотых наностержней, покрытых липопротеинами, не требует генетической модификации клеток-мишеней. Кроме того, было обнаружено, что наностержни имеют по крайней мере в 1000 раз большую эффективность, чем магнитные наночастицы, в тепловыделении и активации рецепторов TRPV1.«Золотые наностержни могут оставаться в организме в течение длительного периода», — говорит Тацуя Мураками, главный исследователь этого исследования. «Локальная инъекция наших золотых наностержней может дать возможность повторного лечения по требованию для людей, испытывающих непреодолимую боль, потому что предварительная генная инженерия клеток-мишеней не нужна».
Исследование было опубликовано в Angewandte Chemie International Edition 6 августа 2015 года.