Микросферы проплыли против потока крови и доставили лекарство в раковые клетки. В перспективе теперь можно доставлять лекарство в любую точку тела точечно?

Ученые из Германии, Турции и США создали управляемые внешним магнитным полем микросферы для точечной доставки лекарств через кровеносные сосуды. Они способны плыть по току крови в любом направлении, а при контакте с раковыми клетками связываются с ними благодаря покрытию с антителами к специфичному для таких клеток белку. Также они содержат антираковый препарат и способны высвобождать его после присоединения к раковым клеткам под действием света. Статья опубликована в Science Robotics.

Yunus Alapan et al. / Science Robotics, 2020

В медицинских исследованиях давно сформировалось направление по поиску методов и веществ для адресной доставки лекарств. Прежде всего это необходимо для препаратов с существенными побочными эффектами. Например, для химиотерапии рака давно применяется препарат доксорубицин, который помимо противоопухолевого действия обладает множеством побочных эффектов, отражающихся на многих органах и системах организма. Одно из следствий этого заключается в том, что дозу препарата приходится ограничивать, чтобы токсический эффект от него не стал критичным. С помощью адресной доставки препарата прямо в опухоль этого можно было бы хотя бы частично избежать.

Одним из самых перспективных методов считается доставка лекарств в конкретную область с помощью управляемых микророботов. Ученые уже добились определенных успехов в этой области, но почти все их разработки ограничены в условиях работы. В том числе они неспособны произвольно передвигаться по сосудам кровеносной системы, которая является универсальным связующим элементом для различных органов и потенциально может выступать удобной средой для доставки микророботов к месту работы.

Метин Ситти (Metin Sitti) из Института интеллектуальных систем Общества Макса Планка и Университета Коч со своими коллегами создал микроробота (микросферу), способного передвигаться даже против тока крови. В его основе лежит сфера из оксида кремния диаметром 7,8 или 3 микрометра (ученые опробовали два варианта), одна из сторон которой покрыта слоями никеля и золота, а вторая антителами к белку HER2 и доксорубицином, связанным с частицей через вещество, разрушаемое под действием ультрафиолетового облучения.

Читайте также:  Интервью с генерал-лейтенантом Басовым А.И. [Часть 5]

Схема создания микросферы с функциональной поверхностью. Yunus Alapan et al. / Science Robotics, 2020

Ученые проверили способность микросфер связываться с раковыми клетками на стандартной линии клеток рака груди SKBR3, экспрессирующих белок HER2. При сравнении с чистыми микросферами без антител оказалось, что они совершенно не связываются с клетками и смываются потоком жидкости, а микросферы с антителами связываются и удерживаются. Затем ученые провели полноценную проверку и после связывания микросфер с раковыми клетками облучили их ультрафиолетовым излучением. Благодаря флуоресцентному веществу-маркеру они смогли отследить, что доксорубицин высвободился из микросфер и попал в клетки, как и предполагалось.

Схема и снимки микросфер, а также схема их движения по кровеносному сосуду. Yunus Alapan et al. / Science Robotics, 2020

Слой никеля необходим для управления микросферой. Снаружи создается вращающееся магнитное поле, воздействующее на микросферу и заставляющее ее вращаться. Его ориентация такова, что микросфера вращается в плоскости, перпендикулярной плоскости находящейся рядом стенки сосуда. В обычных условиях микросфера просто вращалась бы на месте, но расположенная рядом стенка сосуда вносит изменения в поведение потоков жидкости возле себя, поэтому сторона сферы, обращенная к стенке, испытывает тормозящее воздействие. Эта неравномерность во внешних воздействиях между двумя сторонами микросферы приводит к тому, что ее вращательное движение частично преобразуется в поступательное. А поворот ориентации вращающегося магнитного поля позволяет менять направление поступательного движения.

Силы, действующие на микросферу с разных сторон, и суммарная сила, отвечающая за поступательное движение. Yunus Alapan et al. / Science Robotics, 2020

Исследователи успешно подтвердили способность микросфер к управляемому движению. Они поместили их в трубку с потоком крови и показали, что микросферы способны двигаться, следуя за магнитным полем, даже в потоке. Кроме того, они продемонстрировали, что микросферы могут перемещаться по раздваивающимся областям сосудов в любую сторону.

Читайте также:  Первую попытку забора грунта с астероида Бенну перенесли на два месяца

Источник

Материал с reddit.com

Интересное видео

Интересная новость! Ученые обнаружили клон Земли — Кеплер 438B.



А также смотрите интересное видео: "Новое слово в мире смартфонов — Рулонофон", и другие новости о современных технологиях.




Сохранить и поделиться:

Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показанОбязательные для заполнения поля помечены *

*