Китайські вчені представили "нейтроботов" для доставки ліків прямо в мозок
, пише Сергій Васильєв, Naked science.
Живі клітини-нейтрофіли заповнили магнітним наногелем з лікуючим засобом всередині: такі гібридні системи легко проникають крізь гематоенцефалічний бар'єр разом зі своїм корисним вантажем.
Захворювання мозку важко піддаються лікуванню не тільки тому, що це найскладніший орган нашого тіла. Він ще й найзахищеніший: навіть кровоносні судини не пов'язані з тканинами центральної нервової системи, відділяючись від них клітинами гематоенцефалічного бар'єру. Проникність ГЕБ вибіркова: кисень і поживні речовини він пропускає, але не пропускає токсини, віруси і інші потенційно небезпечні агенти. Однак він же не дає дістатися до мозку і безлічі корисних речовин.
Не дивно, що вчені різних країн намагаються створити засоби подолання гематоенцефалічний бар'єр: наприклад, порожнисті наночастинки, які могли б проникати до клітин мозку, доставляючи ліки всередині і вивільняючи його вже на місці. А команда Чжігуана У (Zhiguang Wu) з Харбіну технологічного університету зібрала для цього цілого микроробота. Про свою розробку вони розповіли в статті, опублікованій в журналі Science Robotics.
Вчені назвали систему «нейтроботом», оскільки для складання використовують фрагменти нейтрофілів, імунних клітин крові. Відбувається це в такий спосіб. Спочатку автори підготували мікроскопічні і пружні частки «магнітного наногелем»: їх полімерний каркас, що володіє магнітними властивостями, може набирати досить кількості води разом з потрібним ліками. Далі клітини бактерій кишкової палички вбивали і «потрошили», видаляючи все зайве і залишаючи лише фрагменти клітинних мембран. Ними покривали частки гелю.
На імунітет бактеріальна мембрана діє «як червона ганчірка». Тому, коли підготовлені частинки змішувалися з нейтрофілами, ті швидко атакували їх і проводили фагоцитоз, поглинаючи потенційно небезпечний об'єкт. Завдяки магнітними властивостями наногелем їх рух можна контролювати, впливаючи зовнішнім магнітним полем, щоб направляти клітини в мозок. Крізь гематоенцефалічний бар'єр нейтрофіли здатні проходити легко і самостійно, будучи залученими сигналами запалення від хворого мозку. З собою вони несуть і корисний лікарський вантаж.
Працездатність своїх «нейтроботов» вчені продемонстрували не тільки «в пробірці», а й на живих лабораторних мишах - модельної лінії, яка використовується для досліджень гліоми, пухлини мозку. Наногелевие частки завантажили протиракову препаратом паклитакселом, помістили в бактеріальні мембрани і нейтрофіли, а потім вже готових «нейтроботов» ін'єктували в хвостову вену. Незабаром було зафіксовано, що ті дійсно подолали гематоенцефалічний бар'єр і доставили ліки в тканини центральної нервової системи.
Тепер автори планують зайнятися доопрацюванням і удосконаленням своєї системи. Перш за все вчених цікавить процес управління переміщеннями «нейтроботов» і контроль над їх рухом. Поки магнітне поле впливає досить широко, направляючи в потрібну сторону цілу масу таких мікроскопічних систем і втрачаючи безліч частинок по дорозі.