Ett team av forskare vid Kyoto Universitys Institute for Integrated Cell-Material Sciences (iCeMS) har utvecklat en ny teknik som använder små guldstavar för att rikta in sig på smärtreceptorer.

Guld nanorods är små stavar som är 1-100 nanometer breda och långa. I jämförelse, ett människohår är 100, 000 nanometer bred. Teamet belade guld nanorods med en speciell typ av protein som transporterar fett i kroppen, känt som ett lipoprotein. Detta gjorde det möjligt för nanoroderna att binda effektivt till nervcellsmembran som bär en smärtreceptor som kallas TRPV1 (transient receptor potential vanilloid typ 1). Nära-infrarött ljus applicerades sedan på de nanorodbelagda smärtreceptorerna. Nanoroderna värmdes upp, aktiverar smärtreceptorerna för att tillåta ett inflöde av kalciumjoner genom membranet. Förlängd aktivering av TRPV1 är känd för att sedan leda till deras desensibilisering, ger smärtlindring. Viktigt, uppvärmning av guldnanoroderna möjliggjorde säker aktivering av enbart TRPV1-smärtreceptorerna, utan att påverka membranet som de ligger i.

Tidigare studier har visat att magnetiska nanopartiklar (små partiklar i nanoområdet gjorda av magnetiska material) också kan aktivera TRPV1-receptorer genom att applicera ett magnetfält. Målcellerna i denna metod, dock, kräver genetisk modifiering för att det ska fungera. Att använda lipoproteinbelagda guldnanorods kräver ingen genetisk modifiering av målcellerna. Också, nanoroderna visade sig ha minst 1, 000 gånger högre effektivitet än magnetiska nanopartiklar vid värmealstring och vid aktivering av TRPV1-receptorer.

"Guldnanoroderna kan hållas kvar i kroppen under en längre period, " säger Tatsuya Murakami, huvudforskaren av denna studie. "Lokal injektion av våra guld nanorods kan möjliggöra repetitiv och on-demand behandling för personer som upplever svårbehandlad smärta eftersom tidigare genetisk ingenjörskonst av målcellerna är onödig."

Studien publicerades i Angewandte Chemie International Edition den 6 augusti, 2015.