Mugursomas šūnām

Dzīvas šūnas, kas valkā mikroskopiskas mugursomas — nanostrukturētus polimēru plāksterus, kas piekrauti ar ķīmisku kravu, kādu dienu varētu nogādāt zāles vai attēlveidošanas līdzekļus uz slimiem audiem. MIT pētnieki saka, ka viņi ir veiksmīgi uzbūvējuši šādas mugursomas, piepildījuši tās ar magnētiskām daļiņām un piesienot tās pie imūno šūnu virsmām, neizjaucot šūnu spēju mijiedarboties ar vidi. Darbs ir aprakstīts nesenā numurā Nano burti .

Sagatavojies: Divas imūnās šūnas (pelēkas) valkā polimēru mugursomas (zaļas). Pievienotajām mugursomām ir divi slāņi: šūnu adhēzijas slānis, kas pieķeras šūnas virsmai, un kravnesības slānis, kas pārvadā ķīmisko kravu – šajā gadījumā zaļo fluorescējošu krāsu. Pētnieki cer, ka mugursomas kādu dienu varēs pielāgot, lai piegādātu zāles vai attēlveidošanas līdzekļus noteiktos ķermeņa reģionos.

Kopumā tas ir ļoti nozīmīgs darbs, saka Maikls Sailors , Kalifornijas Universitātes Sandjego ķīmijas un bioķīmijas profesors, kurš nebija iesaistīts pētījumā. Šai tēmai ir daudz iespējamo variāciju daudzām dažādām slimībām. Es domāju, ka tas varētu sākt pilnīgi jaunu apakšdisciplīnu.

Mugursomas ir izgatavotas no trim plāniem polimēra plēves slāņiem. Apakšējais slānis noenkuro mugursomu pie virsmas būvniecības un iekraušanas laikā. Vidējais slānis pārvadā mugursomas kravu. Un augšējais slānis darbojas kā āķis, kas pieķeras šūnas virsmai.

Kad viņi bija sintezējuši mugursomas, pētnieki pievienoja šķīdumu, kas satur dzīvas imūnās šūnas, kuras nekavējoties piesaistīja mugursomu augšējie slāņi. Pēc tam, pazeminot temperatūru, tie izraisīja apakšējo polimēru slāņu izšķīšanu, atbrīvojot no virsmas mugursomas nēsātās šūnas.

Šis process nodrošina neticamu daudzpusību mugursomu kravā, saka Maikls Rubners , MIT Materiālzinātnes un inženierzinātņu centra direktors un dokumenta vecākais autors. Tā kā šūnas netiek pievienotas līdz pašām beigām, mugursomu veidošanai un ielādēšanai nav nekādu apdraudējumu, izmantojot toksiskas ķīmiskas vielas un skarbos apstākļus. Rubner saka, ka jūs varat izmantot visu nepieciešamo skarbo ķīmiju, jo šūna nav paredzēta, lai to nogalinātu. Tikai procesa pēdējā posmā šūna pievienojas virsmai, satver savu mugursomu un paceļ to nost.

Lai pārbaudītu, cik cieši piestiprinātas mugursomas, pētnieki tās piepildīja ar magnētiskām nanodaļiņām, ievietoja tās imūnās šūnās un novietoja šūnas magnēta tuvumā. Mikroskopā varēja redzēt, ka šūnas migrē pret magnētu, ko vilka mugursomas, kas palika stingri noenkurotas savā vietā.

Parasti šūnas virsmā iekļautās daļiņas tiek internalizētas dažu sekunžu laikā, saka Mauro Ferrari , Teksasas Universitātes nanomedicīnas nodaļas direktors, kurš nebija iesaistīts darbā. Viņš saka, ka tas, ka šī lieta tur paliek ilgāk par sekundēm, ir ievērojams.

Jūrnieks brīdina, ka, lai gan tehnoloģija ir daudzsološa, patiesais izaicinājums būs panākt, lai tā darbotos ķermenī. Šajā posmā nevar zināt, kā klāsies šūnām, kas valkā mugursomu, cirkulējot asinsritē. Viņi var aprīt vai izmest savas pakas vai apmesties šaurās vietās. Sākotnējie pētījumi liecina, ka mugursomas neapdraud imūno šūnu veselību, taču ir nepieciešams daudz vairāk darba, pirms sistēmu var pārbaudīt dzīvā dzīvniekā, saka Rubners.

Kad viņi sasniegs izmēģinājumu ar dzīvniekiem punktu, pētnieki plāno sākt, ielādējot mugursomas ar izsekojamu vielu, iespējams, magnētiskajām nanodaļiņām, kuras var attēlot ar MRI, vai varbūt fluorescējošām molekulām. Tas ļaus komandai noteikt, kā šūnas migrē un vai tās sasniedz vēlamos mērķus.

Galu galā Rubners un viņa kolēģi plāno izmantot mugursomas terapijai, kas pārveido ķermeņa imūnsistēmu, lai uzbruktu slimiem vai vēža audiem. Piemēram, imūnās šūnas var izņemt no asinsrites, aprīkot ar mugursomām, aktivizēt audzēju un atgriezt tās organismā. Tur viņi nogādātu savu kravu — vai tas būtu attēlveidošanas līdzeklis vai ķīmijterapijas zāles — tieši audzējam, pasargājot veselos audus no toksiskās kravas iedarbības.

Pētnieki sākotnēji paredzēja, ka katra mugursoma vienmērīgi pielīp pie tās nesējšūnas virsmas, līdzīgi kā Band-Aid. Tā vietā šķita, ka ielāpi stingri pielīp vienā vietā, bet pārējie nokarājās — gluži kā īsta mugursoma, kas noenkurojas tikai pie pleciem, saka Rubners. Viņš saka, ka šī negaidītā parādība patiešām varētu noderēt. Imūnajām šūnām ir jāizspiežas cauri šaurām ķermeņa atverēm; apmests iepakojums var padarīt šūnas mazāk elastīgas, savukārt karājošo iepakojumu var izvilkt cauri.

Lielākoties šūnas un mugursomas tika savienotas proporcijā viens pret vienu. Bet dažkārt noteiktos apstākļos izveidojās milzīgi agregētu šūnu un mugursomu kopas. Tā kā mugursomas nebija novietotas plakaniski pret šūnām, vairāk nekā viena šūna varēja piestiprināties pie viena plākstera vai vairākas šūnas varēja piestiprināties pie šūnas. Rubners cer, ka viņa komanda var iemācīties manipulēt ar šo procesu, iespējams, kalpojot par pamatu augšupējai audu inženierijai.

Tā ir jauna pieeja, saka Rubners. Ir daudz elastīguma, ko ar to varat darīt, un mēs ceram, ka elastība pārvērtīsies par kaut ko tādu, kas sabiedrībai būs ļoti vērtīgs.

Bet tas prasīs kādu laiku, viņš piebilst.

paslēpties