Нервы из вирусов
Генетики научили вирусы восстанавливать нервную ткань
Вирусы могут восстановить работоспособность нервной ткани и рано или поздно будут применяться для лечения больных с повреждениями спинного мозга, уверены в научной группе профессора Сёнг-Вук Ли (Seung-Wuk Lee) из Калифорнийского университета в Беркли.
Так называемые бактериофаги – это вирусы, которые поражают клетки бактерий, но не могут проникнуть в клетки животных. Вирусы хороши тем, что они сами способны копировать себя и создавать структуры, похожие на ткани в организме животных, в то время как все искусственные заменители тканей необходимо синтезировать в лаборатории и там же придавать им форму. Если же изменить генетический код бактериофага, то он будет производить необходимые для клетки белки, поддерживая рост и организацию нейронов, к примеру.
Пока одни учёные пытаются вырастить и пересадить родные клетки больного органа человека, другие – придумывают матрицы, позволяющие создать каркас нужного органа (чаще всего его делают из фибриллярного белка и полимеров, иногда из старых или донорских органов).
Команда Ли пошла другим путём. «Вирусы – умные материалы, – говорит профессор. – Собрав геном лишь одного из них, вы получаете колонию из миллиардов таких же фагов, готовых к последующей репликации» (статья авторов Genetically Engineered Nanofiber-Like Viruses For Tissue Regenerating Materials опубликована в журнале Nanoletters).
Немного предыстории: глава лаборатории почти всю свою научную карьеру работает с бактериофагом M13, длинным и похожим на белковые волокна вирусом, способным создавать сложные клеточные матрицы. Ли участвовал в работе по созданию электрической батареи на основе этого бактериофага. Другие фаги также используются, например, как антибактериальные компоненты для сохранения еды (доказана их безопасность для человеческого организма) и исследуются в качестве лекарства для лечения хронических бактериальных инфекций.
Сначала Ли и его коллега Анна Мерзляк (Anna Merzlyak) изменили генетический код M13 таким образом, чтобы на его поверхности появились белки, которые помогают нейронам расти, соединяться в единое целое и вытягиваться в длину. Затем вирусы поместили в питательную среду и дали им возможность размножиться, после чего пересадили в раствор, содержащий клетки – предшественники нейронов.
Эти клетки отличаются от стволовых большей степенью развития, но и им требуется некоторый посыл, чтобы они сформировали новые ткани. В растворе вирусы выравниваются, образуя подобие жидких кристаллов.
Схема создания волокон при помощи бактериофагов.
NPC – клетки-предшественники нейронов (иллюстрация Nano Letters).
Данный раствор биологи помещают в агар (похожую на желе среду), в котором и вырастают длинные волокна нервной ткани, нейроны вперемешку с вирусами. На полученную структуру (положение волокон и их разветвлённость) можно влиять, изменяя концентрацию и магнитные поля вокруг сосудов с выращиваемой тканью.
На фотографии показан участок полученного волокна. Его создание не было бы возможным, если б не работа миллиардов вирусов в его структуре (фото Nano Letters).
Говорить о разработке в будущем времени приходится по той причине, что учёные пока ещё не смогли вырастить нейроны внутри живого организма. Впрочем, подготовки к тестам на мышах уже ведутся. Необходимо проверить, как отреагирует на присутствие бактериофагов в организме иммунная система животных.
Мембрана по материалам Technology Review
Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru
26.01.2009