На игле: нанокол для доставки лекарств

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

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.

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, которые 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.

Источник: www.nanonewsnet.ru

Ещё в разделе

Открыт способ определения этнического происхождения стволовых клеток

Открыт способ определения этнического происхождения стволовых клеток

Группа исследователей из США, Австралии, Финляндии и Кореи разработала простую методику выявления этнической принадлежности стволовых клеток и успешно протестировала ее на 52 различных клеточных линиях

Узурпатор в наномасштабе

Узурпатор в наномасштабе

Вокруг человека живет 35 тысяч разновидностей существ, относящихся к особой форме жизни, главная цель которых — паразитировать

Механизм возникновения рака простаты выявлен на молекулярном уровне

Механизм возникновения рака простаты выявлен на молекулярном уровне

Ученые выяснили, каким образом воздействие определенного гормона на клетки организма, с последующим нарушением ДНК, приводит к возникновению рака предстательной железы

Гемоглобину подыскали замену в качестве транспортного белка

Гемоглобину подыскали замену в качестве транспортного белка

Похоже, что сотрудникам Пенсильванского университета в Филадельфии впервые удалось создать искусственный белок, который способен переносить кислород.

Ученые из США разработали безопасный метод получения стволовых клеток

Ученые из США разработали безопасный метод получения стволовых клеток

Американские ученые разработали новый метод получения стволовых клеток из взрослых клеток человеческого организма без использования потенциально опасных вирусов и белков

Биоконструктор Крейга Вентера

Биоконструктор Крейга Вентера

В ближайшие несколько месяцев биологи обещают создать синтетическую бактерию

Земные микроорганизмы увеличили вероятность обнаружения жизни на Марсе

Земные микроорганизмы увеличили вероятность обнаружения жизни на Марсе

Ученые предложили искать следы существования жизни на Марсе опосредованно.

В Андах нашли микроорганизмы возрастом несколько миллиардов лет

В Андах нашли микроорганизмы возрастом несколько миллиардов лет

Аргентинские ученые обнаружили в соленых озерах в Андах микроорганизмы возрастом несколько миллиардов лет

Могут ли биологические молекулы образовываться в космосе?

Могут ли биологические молекулы образовываться в космосе?

Зародилась ли жизнь на Земле или первые органические молекулы попали на нашу планету из космоса?

Ученые вплотную подошли к разгадке тайны смерти человека

Ученые вплотную подошли к разгадке тайны смерти человека

Биологи шаг за шагом раскрывают тайну жизни и смерти на уровне клетки.

Новое исследование позволит разработать лекарство от опасной геморрагической лихорадки

Новое исследование позволит разработать лекарство от опасной геморрагической лихорадки

Открытие сотрудников Университета Южной Калифорнии (USC) может привести к созданию вакцины для лечения и профилактики геморрагической лихорадки, которую разносят клещи.

Нематоды стали источником нового класса антибиотиков

Нематоды стали источником нового класса антибиотиков

Международная группа ученых, в состав которой вошли представители из Америки и Франции, объявила о создании нового класса антибиотиков с названием «одилорабдины». Благодаря проведенным испытаниям на мышах удалось подтвердить эффективность лекарства против разных типов бактериальных организмов – грамположительных и грамотрицательных.

У птиц свой, уникальный «компас»

У птиц свой, уникальный «компас»

Как известно, птицы ориентируются по магнитному полю планеты, что в свою очередь помогает им в дальних перелетах. Длительное время было принято считать, что в данном случае большую роль играет наличие большого количества соединений железа, содержащегося в клетках у основания клюва. Но уже в последние годы находится все больше доказательств того, что дело совсем не этом, а в уникальном типе белков, которые вырабатываются в клетках некоторых тканей глаза.

Неужели половые клетки еще полностью не изучены?

Неужели половые клетки еще полностью не изучены?

Группа американо-шведских ученых обнаружила новые структуры спиралевидной формы в составе микротрубочек, входящих в состав жгутика сперматозоида. Ранее неизвестные структуры получили название TAILS. Исследователям пока что неизвестно в чем предназначение вышеупомянутых структур, но есть предположение, что именно они помогают контролировать направление движения сперматозоида.

В организме брюхоногих нашли анальгетик

В организме брюхоногих нашли анальгетик

Американские исследователи из Университета Юты выяснили, что в организме морских улиток содержится соединение Rg1A. Данное соединение может заменить опиоиды в качестве обезболивающего средства. Более того, эксперименты, которые были проведены на грызунах показали, что эффект сохраняется на протяжении трех суток.

В желудке могут образоваться психоактивные вещества

В желудке могут образоваться психоактивные вещества

Американские ученые обнаружили, что каннабидиол (КБД), который не обладает психоактивными качествами, в случае употребления способен превращаться в тетрагидроканнабинол. Это дает четкие объяснения, почему у детей, принимавших КБД для лечения эпилепсии, наблюдались побочные эффекты.

Иммунная система может не только помогать организму

Иммунная система может не только помогать организму

Команда ученых из Ноттингемского университета выяснила, что тяжелые грибковые инфекции, которые спровоцированы плесенью Aspergillus terreus, могут использовать клетки человеческой иммунной системы для распространения по организму, что в конечном итоге становится причиной системного заболевания.

Теперь загар будут получать при помощи половых гормонов

Теперь загар будут получать при помощи половых гормонов

Последнее исследование ученых показало, что пигментация кожи регулируется при посредстве эстрогена и прогестерона, которые являются важнейшими женскими половыми гормонами.

Как акулы видят друг друга

Как акулы видят друг друга

Ученые решили узнать, как акулы видят друг друга, но чтобы достигнуть своей цели, им пришлось сконструировать специальную видеокамеру, которая способна показывать мир глазами вышеупомянутых хищников.

Грудное молоко – зачем оно ребенку

Грудное молоко – зачем оно ребенку

Ученые из Цюрихского института физиологии опубликовали доклад о том, что по их мнению грудное молоко человека может быть самым сложным по своему составу среди всех млекопитающих. Результаты эксперимента показали, что оно содержит более 200 разных сахаров, а это в свою очередь, значительно превышает их количество в молоке коров.

Оценка:

Пока комментариев нет