Наномоторы под управлением ультразвука путешествуют по живым клеткам | Наука 21 век

Наука 21 век » Наномоторы под управлением ультразвука путешествуют по живым клеткам





Наномоторы под управлением ультразвука путешествуют по живым клеткам

Февраль 11th, 2014

Наномоторы под управлением ультразвука путешествуют по живым клеткамХимики и инженеры из Университета штата Пенсильвания впервые в истории смогли поместить миниатюрные синтетические моторы внутри живых клеток человека, включая их ультразвуком и направляя магнитным полем. Это не совсем «Фантастическое путешествие», но очень близко к тому. Наномоторы(частицы металла в форме ракеты) свободно перемещаются по клеткам, вертясь и стукаясь о мембраны.

Наномоторы под управлением ультразвука путешествуют по живым клеткам«Живые клетки демонстрируют невиданные доселе типы механических реакций. Наше исследование – яркий пример новых возможностей, которые синтетические наномоторы предоставляют клеточной биологии. Мы сможем лечить рак и другие заболевания, механически воздействуя на клетки изнутри. Наномоторы смогут проводить внутриклеточные хирургические операции и неинвазивно доставлять лекарства в живые ткани», - рассказывает Том Маллук (Tom Mallouk), профессор материаловедения и физики университета.

До недавних пор наномоторы изучали только in vitro, в лаборатории, и никогда не помещали их в живые клетки человека. Наномоторы на химической «тяге» были разработаны десять лет назад в том же университете. «Моторы первого поколения требовали токсичного химического топлива, так что мы не могли работать с ними в живых клетках», - говорит Маллук. Но когда исследователь и его французский коллега-физик Маурицио Ойо (Mauricio Hoyos) открыли, что наномоторы можно приводить в движение ультразвуком, проблема была решена.

Для своих экспериментов ученые использовали клетки HeLa, «бессмертную» линию раковых клеток, часто используемых в микробиологических исследованиях. Клетки «проглотили» наномоторы, и те затем стали двигаться в клеточной ткани, под воздействием ультразвука. При слабом ультразвуковом излучении наномоторы почти не влияют на «свои» клетки. Но если поднять мощность, они начинают действовать, «врезаясь» в органеллы. Они могут сделать из клетки «омлет», взбивая ее содержимое до однородной массы, или выступить таранами, протыкая мембрану в нескольких местах.

Еще более гибкий инструмент управления наномоторами – магнитные силы. Наконец, наномоторы способны к самостоятельному движению, независимо друг от друга. Благодаря этому они способны не плыть плотной массой в одном направлении, а самостоятельно выискивать и уничтожать, например, раковые клетки, объясняет Маллук.

Исследование представлено в журнале Angewandte Chemie.

По материалам пресс-релиза университета.

Артём Космарский nauka21vek.ru