Student World

tisková zpráva Univerzity Palackého v Olomouci
K časnější diagnostice některých onemocnění i lepšímu pochopení fungování mozku může přispět objev vědců z Regionálního centra pokročilých technologií a materiálů UP (RCPTM). Přišli na nový způsob detekce dopaminu v mozku. Tento důležitý neuropřenašeč dokážou oproti dosavadním metodám odhalit rychleji a v mnohem menších koncentracích. Pomáhají jim v tom nanočástice kovů. Metoda, na níž pracovali zhruba dva roky, je v recenzním řízení v prestižním americkém časopise Analytical Chemistry.

Dopamin je jednou z nejdůležitějších látek, která zprostředkovává komunikaci mezi buňkami v mozku. Tu mohou odborníci sledovat elektrofyziologicky nebo chemickou cestou, kdy se v mozku zjišťují koncentrace neuropřenašečů – a tedy i dopaminu. „Problém dopaminu spočívá v tom, že jeho koncentrace je velice nízká. Odebrat dostatečné množství vzorku pro analýzu tak, aby mozek zůstal neporušený, je složité. Zatím se detekce dopaminu provádí technikami, jejichž citlivost není dostatečná. My jsme si dali za cíl ji zvýšit,“ řekl vedoucí výzkumu Václav Ranc.

Na pomoc přišly nanočástice

Jelikož se RCPTM dlouhodobě zabývá výzkumem nanočástic a jejich využitím v praxi, vědci k nim obrátili pozornost i v tomto případě. Sáhli po technice povrchově zesílené Ramanovy spektroskopie, která umožňuje díky nanočásticím kovů, většinou zlata či stříbra, prokázat velice nízké koncentrace látek. Nevýhodou techniky ale je, že látky neumí selektovat. „Na malinké kuličky kovu o velikosti nanometrů ve vzorku se mohou zachytit stovky látek. My jsme ale potřebovali, aby tak učinil jen dopamin. Proto jsme vymysleli selektor, což je v našem případě molekula s komplexem železa, který dopamin ze vzorku vychytává. Zjednodušeně to funguje jako zámek a klíč. Nanočástice je ten zámek a klíč je dopamin a pouze ti dva do sebe zapadají,“ popsal jednu z fází bádání Ranc.

Nový způsob sběru vzorku

Tím ale výčet problémů nekončil. Vědci potřebovali miniaturní kuličku kovu s navázaným dopaminem dostat do přístroje, který vše prozkoumá. Vzali proto magnetické nanočástice, obalili je stříbrem a teprve na něj dali selektor. „Kromě selektoru jsme vymysleli i systém sběru vzorku z materiálu. Do této chvíle byla většina prací založena buď na tom, že existovala nějaká částice a na ní magnetický selektor, ale látka se už nedala detekovat. My jsme zkombinovali magnetickou částici s povrchově zesíleným Ramanovým spektroskopem, takže jsme schopni částici zjistit přímo,“ objasnil přínos objevu Ranc.

Metoda, na níž vědci pracovali zhruba dva roky, je již dokončená a v současné době je v recenzním řízení v prestižním americkém časopise Analytical Chemistry.

Dopaminu přibývá s pocitem radosti

Kdykoliv si člověk udělá radost, zvýší se mu hladina dopaminu. Velkou roli hraje chemická látka i v motorice: koncentrací dopaminu se řídí neurony, které obstarávají pohyb svalů. Pokud dojde k úbytku neuronů, které produkují dopamin, rozvíjí se Parkinsonova choroba. „Symptomy nemoci se ale projeví až v situaci, kdy odumře asi 70 % neuronů. Choroba by se ale mohla odhalit dříve právě v případě, kdy se zjistí ubývání dopaminu. K tomu by mohla naše metoda přispět,“ je přesvědčen Ranc.

Cesta ke klinické praxi je ale podle něj dlouhá. Nové metody se nejprve zkouší na modelových vzorcích, poté na buňkách a teprve následně na pacientech, u nichž testování může trvat i desítky let.

autor