Carbon Nanorør: Et Lovende Værktøj i Alzheimers Forskning

Ifølge Alzheimer's Association har 5,3 millioner amerikanere Alzheimer. Der findes ingen kur. Tidlig detektion er en af de bedste måder at bekæmpe de onde virkninger på, da det betyder tidlig behandling, som kan give bedst mulig livskvalitet. Carbon nanorør brugt i MRI og PET-scanninger er i frontlinjen af førende forskning og test til at hjælpe sundhedsfagfolk med at stille den tidligst mulige diagnose for dem, der måske har eller vil udvikle sygdommen.

Alzheimers Sygdom

• Alzheimer er den hyppigste årsag til demens og forårsager nedgang i intellektuelle og sociale evner alvorligt nok til at forstyrre dagliglivet. Sund hjernevæv ødelægges langsomt, hvilket forårsager stadigt fald i hukommelse og mentale evner. Alzheimer er ikke forbundet med normal aldring, men risikoen stiger med alder. I øjeblikket findes ingen kur. Der findes dog behandlinger, der kan forbedre livskvaliteten.

Normal Hjerne

• En person uden Alzheimer har en hjerne bestående af milliarder af nerveceller (neuroner). Hver neuron består af cellelegeme, dendriter og en akson. Aksoner og dendriter udgør sammen nervefibre. Nervebudskaber rejser normalt fra én neuron til en anden. De adskilles af smalle rum kaldet synapses. Neurotransmittere tillader budskaber at krydse en synapse. Denne sofistikerede proces tillader hjernen at genkende nerveimpulser og reagere passende.

Hjerneforandringer

• Hos en Alzheimer-ramt bliver denne proces langsomt alvorligt skadet, så hjernen ikke længere fungerer korrekt. I Alzheimer-hjernen udvikles anormale proteiner: et klisteret protein kaldet beta-amyloid plakker og masser af fibrøse strukturer kaldet neurofibrillære tangles. Disse anormale proteiner forstyrrer transmissionen af nerveimpulser og forårsager nerveceldød. De forårsager også fald i neurotransmitter-niveauet.

Detektion

• Tidlig detektion og diagnose er vigtig for tidlig behandling med medicin, der kan bremse fremskriden. En MRI af hjernen er en følsom test, der producerer klare billeder uden røntgenstråling. MRI bruger en stor magnet, radiogolv og en computer til at producere hjernerbilleder. En MRI kan udelukke andre demensårsager som tumorer eller apopleksi. Den kan også vise fysiske og funktionelle hjernforandringer forbundet med Alzheimer. For nylig er nanoteknologi tilføjet til MRI, og PET-scans udføres på nogle børn af forældre med Alzheimer.

Nanoteknologi

• Nanoteknologi tilbyder vigtige nye værktøjer, der vil have indflydelse på MRI og PET-scans. Det tillader allerede klinikere at detektere anormale proteiner tidligt ved Alzheimer. UCLA-forskere bruger hjernescanningsteknologi til at diagnosticere hjernens aldring, ofte før symptomer vises. Deres studie, offentligjort i januari-udgaven af "Archives of General Psychiatry", kan tilbyde en mere præcis metode til at spore hjernens aldring. Forskerne kan pointe, hvor de anormale protein-aflejringer akkumulerer, med hjælp fra carbon nanorør til at forbedre billeddiagnostikken. Carbon nanorør kan bruges som detektionsmiddel til at finde beta-amyloid plakker bestående af et center af anormale indlejrede i en gruppe af døende nerveceller, ifølge artiklen "Nanotechnological applications for the treatment of neurodegenerative disorders" i "Progress in Neurobiology", bind 88, nr. 4, august 2009, s. 272-285.

Carbon Nanorør

• Carbon nanorør er lange, tynde cylindere af carbon. De blev opdaget i 1991 af S. Iijima. De store molekyler har en speciel størrelse og nyttige fysiske egenskaber. Det der gør dem forskellige er, at nanorør har et meget bredt spektrum af elektroniske, termiske og strukturelle egenskaber, der kan ændre sig. Carbon-carbon-bindingen er meget stærk, hvilket gør nanorør meget robuste og modstandsdygtige mod de fleste former for deformation. Videnskabsmænd har længe været interesseret i at indvikle proteiner omkring carbon nanorør, og processen bruges til forskellige anvendelser inden for imaging, biosensing og cellulær leverance, ifølge en studie diskuteret i Dec. 13-udgaven af "Science Daily". Sådanne værktøjer er nyttige ved studiet af visse sygdomme. F.eks. er en anormal zink-balance et kendetegn ved hjernesygdomme som Alzheimer, ifølge artiklen "Applying Nanotechnology to Human Health: Revolution in Biomedical Sciences" i "Journal of Nanotechnology".