Китайские ученые представили «нейтроботов» для доставки лекарств прямо в мозг — Naked Science
Сергей Васильев

Китайские ученые представили «нейтроботов» для доставки лекарств прямо в мозг

4.8

Живые клетки-нейтрофилы заполнили магнитным наногелем с лечащим средством внутри: такие гибридные системы легко проникают сквозь гематоэнцефалический барьер вместе со своим полезным грузом.

©NeurologyAdvisor

Заболевания мозга трудно поддаются лечению не только потому, что это самый сложный орган нашего тела. Он еще и самый защищенный: даже кровеносные сосуды не связаны с тканями центральной нервной системы, отделяясь от них клетками гематоэнцефалического барьера. Проницаемость ГЭБ избирательна: кислород и питательные вещества он пропускает, но не пропускает токсины, вирусы и другие потенциально опасные агенты. Однако он же не дает добраться к мозгу и множеству полезных веществ.

Неудивительно, что ученые разных стран пытаются создать средства преодоления ГЭБ: например, полые наночастицы, которые могли бы проникать к клеткам мозга, доставляя лекарство внутри и высвобождая его уже на месте. А команда Чжигуана У (Zhiguang Wu) из Харбинского технологического университета собрала для этого целого микроробота. О своей разработке они рассказали в статье, опубликованной в журнале Science Robotics.

На схеме авторы показали устройство в целом, а также его движение под действием магнитного поля через кровеносную систему и ГЭБ к опухоли в мозге / ©Zhang et al., 2021

Ученые назвали систему «нейтроботом», поскольку для сборки используют фрагменты нейтрофилов, иммунных клеток крови. Происходит это следующим образом. Сначала авторы подготовили микроскопические и упругие частицы «магнитного наногеля»: их полимерный каркас, обладающий магнитными свойствами, может набирать довольно количества воды вместе с нужным лекарством. Далее клетки бактерий кишечной палочки убивали и «потрошили», удаляя все лишнее и оставляя лишь фрагменты клеточных мембран. Ими покрывали частицы геля.

На иммунитет бактериальная мембрана действует «как красная тряпка». Поэтому, когда подготовленные частицы смешивались с нейтрофилами, те быстро атаковали их и проводили фагоцитоз, поглощая потенциально опасный объект. Благодаря магнитным свойствам наногеля их движение можно контролировать, воздействуя внешним магнитным полем, чтобы направлять клетки в мозг. Сквозь ГЭБ нейтрофилы способны проходить легко и самостоятельно, будучи привлеченными сигналами воспаления от больного мозга. С собой они несут и полезный лекарственный груз.

Работоспособность своих «нейтроботов» ученые продемонстрировали не только «в пробирке», но и на живых лабораторных мышах — модельной линии, которая используется для исследований глиомы, опухоли мозга. Наногелевые частицы загрузили противораковым препаратом паклитакселом, поместили в бактериальные мембраны и нейтрофилы, а затем уже готовых «нейтроботов» инъецировали в хвостовую вену. Вскоре было зафиксировано, что те действительно преодолели ГЭБ и доставили лекарство в ткани центральной нервной системы.

Теперь авторы планируют заняться доработкой и усовершенствованием своей системы. Прежде всего ученых интересует процесс управления перемещениями «нейтроботов» и контроль над их движением. Пока магнитное поле воздействует достаточно широко, направляя в нужную сторону целую массу таких микроскопических систем и теряя множество частиц по дороге.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
}, }, }); } if (api.isReady) return addWidget(); api.init({ token: token, url: url, }) .then(addWidget); }); if (!d.querySelector('.relap-runtime-iframe')) { var f = d.createElement('iframe'); f.className = 'relap-runtime-iframe'; f.style = 'position:absolute;top:-9999px;left:-9999px;visibility:hidden;'; f.srcdoc = '
Вчера, 11:04
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

Вчера, 21:04
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Позавчера, 11:36
Ольга Иванова

Своими корнями история Армении уходит в глубокую древность и неразрывно связана с историей всего Древнего мира. Но зачастую, зная в деталях историю Рима и Древней Греции, мы в гораздо меньшей степени осведомлены о событиях, происходивших в Античное время в Армении, оказавшейся на перекрестке цивилизаций Запада и Востока. В силу многих причин она не попала в должном объеме в учебники и незнакома тем, кто интересуется историей. Попытаемся хоть немного исправить эту несправедливость.

Вчера, 11:04
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

Вчера, 21:04
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Позавчера, 11:36
Ольга Иванова

Своими корнями история Армении уходит в глубокую древность и неразрывно связана с историей всего Древнего мира. Но зачастую, зная в деталях историю Рима и Древней Греции, мы в гораздо меньшей степени осведомлены о событиях, происходивших в Античное время в Армении, оказавшейся на перекрестке цивилизаций Запада и Востока. В силу многих причин она не попала в должном объеме в учебники и незнакома тем, кто интересуется историей. Попытаемся хоть немного исправить эту несправедливость.

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

Вчера, 11:04
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: