Пятница, 29 Июнь 2018 21:31

Микроботы способны доставлять стволовые клетки по всему организму

Автор  Мельникова Елена
Оцените материал
(1 Голосовать)

Группа учёных из Городского университета Гонконга (City University of Hong Kong) объявила об изобретении нового инструмента доставки стволовых клеток (СК) с использованием крошечных магнитоуправляемых роботов. Новая технология, описанная 27 июня 2018 года в журнале Science Robotics, поможет неинвазивно доставить СК в труднодоступные ткани и органы.

Удивительное свойство стволовых клеток превращаться в любой тип клеток организма на протяжении многих лет будоражит умы учёных. При помощи СК и животных моделей создаётся множество методов восстановления и замены повреждённых тканей. Такие исследования широко освещаются в научной литературе.

Одно из менее распространённых направлений в изучении стволовых клеток занимается решением проблемы доставки стволовых клеток в труднодоступные места организма. Обычно учёные используют инъекции. Однако игла может повредить здоровую ткань, особенно, если СК необходимо доставить, например, в глубокие структуры мозга, к тонкой сети сосудов или во внутреннее ухо.

Группа исследователей из Гонконга во главе с профессором Доном Саном (Dong Sun) изобрела новый неинвазивный метод доставки стволовых клеток при помощи магнитоуправляемых микроботов. Изобретение примечательно тем, что учёные смогли успешно продемонстрировать его на живых моделях - мышах и рыбках данио.

«Очень трудно заставить эти крошечные машины перемещаться в живых организмах», - говорит Брэдли Нельсон (Bradley Nelson), микроробототехник из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zürich), не участвующий в проекте.

Несколько других групп, в том числе и команда Нельсона, разработали микроботов, переносящих стволовые клетки в компьютерной симуляции или в пробирках. «Однако in vivo это сделать сложнее», - говорит Нельсон.

Сан разработал роботов, напоминающих по внешнему виду репей (соцветия которого известны своей «цепкостью» за счёт маленьких крючочков). Совместно с коллегами он сконструировал их при помощи 3D лазерной литографии, покрыл никелем для создания магнитных свойств и титаном для биосовместимости.

Похожие по форме на репейник пористые боты удерживают клетки между шипами. Используя магнитные поля, исследователи могут направлять ботов в любую необходимую часть тела. Там они высвобождают стволовые клетки, которые, размножаясь, выполняют требуемую работу по восстановлению повреждённой ткани.

Группа Сана проверила мобильность роботов, введя их в желтки эмбрионов рыбок данио. Учёные управляли перемещением ботов между заранее установленными точками в желтке, наблюдая при этом за тем, как продолжает биться сердце эмбриона.

На следующей стадии эксперимента исследователи проверяли способность роботов переносить и высвобождать клетки. Они снарядили ботов раковыми клетками HeLa, меченными флуоресцентной меткой, чтобы их можно было идентифицировать позже, и ввели их мышам. Спустя месяц целевой участок в организме мышей светился, что означало, что микроботы успешно выполнили свою работу по доставке клеток.

В конечном итоге, методика должна помогать в разработке новых способов лечения онкологических заболеваний, а не в распространении рака у животных. В данном эксперименте использовались именно раковые клетки, поскольку они быстро пролиферируют, и их легко обнаружить уже спустя несколько недель.

Следующим шагом учёных будет проверка терапевтических возможностей микроботов, переносящих стволовые клетки. Однако пока что одно из существенных ограничений строения ботов заключается в особенностях конструкции, которая высвобождает клетки неконтролируемо и спонтанно.

Нельсон акцентирует, что роботы Сана – всего лишь первый шаг на пути в разработке терапии для лечения органов и заболеваний с помощью стволовых клеток. Ещё требуется выполнить немало работы.

Дон Сан говорит: «Полученные результаты помогут нам провести доклинические исследования по доставке стволовых клеток у животных для направленного лечения таких заболеваний как рак».

Прочитано 591 раз
Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии