Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Biohacking
  • Био/​мол/​текст
  • Vitacoin

Наношприц для клеток

Группа учёных из Гарвардского университета предлагает новый универсальный метод введения различных молекул в клетки. Кремниевые наноиглы, покрытые исследуемым веществом, подобно шприцу прокалывают мембрану растущих клеток, высвобождая молекулы в цитоплазму. Новая разработка обещает значительно облегчить труд многих исследователей.

Основная масса экспериментальных работ в современной биологии сводится к различным манипуляциям с клеткой: внедрению генов, белков или химических веществ в целях изучения их влияния на клеточные процессы. Зачастую внедрение нового компонента в клетку подобно осаде средневековой крепости из-за необходимости преодолеть клеточную мембрану и многочисленные системы защиты. Кроме того, такое вмешательство чревато непредсказуемыми побочными эффектами, такими как вирусное заражение клетки или действие других молекул, проникающих сквозь клеточную мембрану. Многие из таких методов подходят лишь для определённых типов клеток и лишь для определённых молекул. Авторы исследования в своей статье в Proceedings of the National Academy of Sciences (Vertical silicon nanowires as a universal platform for delivering biomolecules into living cells) предлагают новую, уникальную по простоте и принципу альтернативу: использование наноразмерных игл для введения молекул в клетку.

Автор разработки, профессор Хонгкун Парк (Hongkun Park), утверждает, что их метод позволяет вводить любые молекулы практически в любую клетку. Если новый метод докажет свою эффективность, он сможет значительно сократить время, затрачиваемое на самые различные исследования, включая репрограммирование стволовых клеток и испытание новых лекарственных препаратов.

Учёные из лаборатории профессора Парка установили, что большинство клеток без особого вреда для своего состояния способны расти на подложках, усеянных вертикальными кремниевыми наноиглами. Растущие клетки «насаживаются» на иглы и в течение часа оказываются буквально пронзёнными тончайшими пиками. Даже на таком инквизиторском ложе клетки прекрасно себя чувствуют, продолжая нормально расти и размножаться. Проникая сквозь мембрану, наноиглы открывают прямой физический доступ в клетку, что позволяет вводить любые молекулы внутрь клетки, не заботясь об ограничениях традиционных методов.

На снимке вверху – выросшие на подложке, покрытой наноиглами, нейроны, внизу – фибробласты

Профессор Парк отмечает, что хотя большинство испытанных ими видов клеток легко приспосабливаются к наноиглам без заметных негативных последствий, всё же необходимы дальнейшие исследования, чтобы установить, не затрагивает ли такое вмешательство важные клеточные процессы.

Прежде чем наноиглы будут готовы выполнять функцию клеточного шприца, они должны пройти специальную обработку. Для начала их поверхность обрабатывают реагентом, способствующим непрочному связыванию исследуемого вещества с материалом наноиглы, а затем покрывают целевым препаратом или комбинацией препаратов. Когда наноиглы пронзают клеточную мембрану, молекулы препарата высвобождаются внутрь клетки. Различные методы химической обработки наноигл открывают возможность регулировать скорость выделения молекул в зависимости от прочности связывания. Варьируя длину наноигл, можно избирательно доставлять молекулы в конкретные части клетки.

Подложки из наноигл могут быть изготовлены в виде специальных микрочипов, предназначенных для комплексных исследований. Такие чипы можно «печатать» с заданной последовательностью или комбинацией препаратов, что делает возможным испытывать действие сразу нескольких различных веществ на одном типе клеток. По оценкам авторов, такой метод позволяет протестировать до 20 000 различных белков или других веществ на одном чипе.

Руслан Кушнир
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Technology Review: Needling Molecules 

21.01.2010

Читать статьи по темам:

биосенсоры доставка препаратов клеточные технологии нанобиотехнология Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

О развитии нанобиотехнологии

В статье кратко изложены некоторые из актуальных направлений современной нанобиотехнологии: адресная доставка лекарств, диагностика заболеваний, биосовместимые материалы, наноустройства, потенциальные биологические риски при использовании наночастиц и наноматериалов, проблема подготовки кадров для нанобиоиндустрии и биоинженерии.

читать

Умная таблетка контролирует не только себя, но и пациента

Каждая таблетка Raisin system содержит неперевариваемый датчик, представляющий собой микрочип размером с песчинку и тонкопленочную батарею, активирующуюся при контакте с водной средой после проглатывания.

читать

«Гормонометры» на основе углеродных нанотрубок

Чипы, на поверхность которых с помощью струйного принтера нанесены углеродные нанотрубки, в будущем позволят, не выходя из дома, быстро определять содержание гормонов в крови.

читать

Инновации в области наук о живом-2009: № 8

Анализатор XF96 позволяет в течение 35-90 минут измерить не только потребление кислорода (индикатор активности митохондриального дыхания), но и уровень внеклеточного закисления, являющегося побочным эффектом гликолиза.

читать

Микрочип выявит противоопухолевые клетки

Биосенсор COCHISE позволяет выявлять редкие противоопухолевые иммунные клетки, которые затем можно размножать для создания вакцин против рака.

читать

Микросхемы, растворимые без осадка

Полностью разлагающиеся в организме органические электронные устройства можно использовать в производстве временных медицинских имплантатов и для прицельной пролонгированной доставки лекарственных препаратов.

читать