
Американские
микробиологи успешно испытали на мышах
необычные биодатчики на базе углеродных
нанотрубок, которые помогут медикам
находить молекулы инсулина, белков и
прочих крупных молекул и даже раковые
клетки в крови больных, и рассказали об
итогах этих экспериментов на очередной встрече Американского химического
сообщества.
Биотехнологи
из Северо-Восточного университета в
Бостоне (США) создали универсальную биохимическую «удочку», способную вылавливать крупные молекулы из крови, научившись
использовать углеродные нанотрубки в
качестве основы для биосенсоров,
которые избегают внимания иммунной
системы и не разрушаются ее клетками.
Датчики представляют собой набор из
углеродных нанотрубок, покрытых
различными белками, которые одновременно
скрепляют их друг с другом и играют роль «крючка» подобной биохимической удочки — к ним прицепляются молекулы исследуемых
веществ или белки на мембране раковых клеток.
Одной
из отличительных черт нанотрубок,
объясняют ученые, является их способность
к флуоресценции – свечению при облучении
лазером или другим источником света.
Сила этого свечения и другие его свойства
зависят от того, как устроен белковый «крючок» и того, прицепилась ли к нему
раковая клетка или молекула. Это позволяет
очень точно оценивать концентрацию
биомолекул или находить даже единичные
раковые клетки в крови.
Руководствуясь
этой идеей, биологи из Бостона вырастили
несколько разновидностей экспериментальных
датчиков, которые могут распознавать,
помимо раковых клеток и молекул инсулина,
глюкозу, белок фибриноген, отвечающий
за затягивание ран и образование тромбов,
а также ряд других молекул.
Работу
каждого такого медицинского инструмента
ученые проверили на мышах. По их словам,
все датчики справились с возложенными
на них задачами и при этом не вызвали
негативных побочных эффектов, которые
часто ассоциируются с проникновением
нанотрубок в клетки и их ядра. Некоторые
датчики, в том числе детектор воспаления
тканей сердца и сосудов, проработали в
теле грызунов на протяжении более чем
года, не вызвав проблем со здоровьем.
Как
надеются ученые, в ближайшее время их
изобретение начнет проходить клинические
испытания и найдет применение в
медицинской практике.
В
последние годы физики, инженеры и биологи
активно работают над созданием устройств
и диагностических систем, которые
позволяли бы находить одиночные раковые
клетки и оценивать концентрацию важных
для жизни молекул в крови и других тканях
тела. К примеру, в ноябре 2012 года биологи
из Гарварда разработали своеобразную «удочку» для раковых клеток из нитей
ДНК, позаимствовав принципы его работы
у морских медуз.
