РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

На игле: Нанокол

Чтобы доставлять в клетку нужные вещества, ученые предлагают «сажать ее на иглу». Точнее, на нано-колышки.
Популярная механика
Популярная механика редакция

Множество современных экспериментов в области молекулярной биологии — а также методик медицины будущего — зависят от наших возможностей манипулировать отдельными клетками и их компонентами. К примеру, добавить нужный ген, внести определенный белок или другую молекулу — и изучить эффект этого воздействия. Однако здесь нам приходится вступать в суровую битву с природой, преодолевая естественные барьеры клетки, защищающие ее от внешнего вторжения.

Это похоже на взятие крепости: чтобы доставить нужные соединения в клетку, ученые прибегают к самым разным хитростям. К примеру, белок может быть посажен в вирус, как отряд греков в Троянского коня, или прилеплен к другому белку, который клетка легко «допускает» в свои пределы. Такие методы нередко узкоспецифичны и предназначены для строго определенных соединений и/или типов клеток, что лишь усложняет задачу ученых.

Решить проблему могут нанотехнологии: гарвардский профессор Хонкан Парк (Hongkun Park) предлагает новую, простую и универсальную методику с использованием нанотрубок на манер миниатюрных шприцов, способных делать клеткам избирательную инъекцию нужными молекулами. Если метод докажет свою эффективность, он существенно повысит возможности ученых по манипуляции отдельными клетками.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Недавно группе Парка удалось показать, что клетки, выращенные на подложке, усеянной вертикально расположенными нанотрубками, чувствуют себя совершенно нормально и не несут никаких повреждений. В течение нескольких часов клетки, медленно опускаясь под собственной тяжестью, протыкаются нанотрубками без всяких для себя последствий. Даже после такой операции они прекрасно растут, развиваются и делятся.

Словом, клетке никакого вреда — а ученые легко и просто получают прямой физический доступ к внутреннему пространству клетки. Это значит, что они могут доставлять в нее нужные молекулы без ограничений, свойственных методам, широко практикуемым сегодня. Делать это предполагается так.

Для начала интересующая нас молекула (или молекулы) сравнительно слабо связывается с поверхностью нанотрубки. Теперь, когда клетка сажается на подложку из таких «игл» и протыкается ими: молекулы оказываются внутри клетки. В теории, различные химические и физические воздействия позволят контролировать их высвобождение. Кроме того, сами нити могут иметь разную длину, чтобы доставлять вещество строго в нужную часть клетки. Парк и его команда уже продемонстрировали всю гибкость этого метода, внедрив небольшие РНК, ДНК и белки в клетки разных типов.

Сам по себе массив нанотрубок сегодня не слишком сложен в изготовлении, более того, к его нитям можно прикреплять разные молекулы, проверяя сразу большое количество их — по оценке ученых, это позволит работать одновременно с десятками тысяч разных веществ.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Хотя отчет Парка появился лишь на днях, его коллеги уже начали использовать этот многообещающий метод в работе. Так, ученый-медик Торстен Шлегер (Thorsten Schlaeger) исследует возможности этой техники для перепрограммирования стволовых клеток. В частности, он намерен научиться легко «запускать» развитие полипотентной стволовой клетки по пути кровяной стволовой клетки — той, которую можно найти в красном костном мозге.

Пока что эта задача требует весьма тонкой работы и изощренных методик, включая инфицирование исходных клеток модифицированным вирусом для внедрения в их геном определенных генов. И альтернативный — простой и быстрый — способ сделать это может оказать медикам неоценимую помощь. Медикам — а значит, и тысячам больных, для которых обрести новые клетки, производящие здоровые клетки крови, есть вопрос жизни или смерти. Такой вот короткий путь — от Троянского коня через нанотрубки — к спасению людей.

Читайте также о том, как ученые превращают опасные стрекательные клетки в полезные «живые» шприцы для внедрения лекарств: «Я уколов не боюсь».

По информации MIT Technology Review

Загрузка статьи...