Биоинженеры сшили рюкзаки для лимфоцитов
Ученые научились надевать на лимфоциты полимерные «рюкзачки». Теперь клетки могут носить «за плечами» лекарства или магнитные наночастицы, которые будут двигать их в нужном направлении.
По словам Майкла Рабнера (Michael Rubner), главного автора публикации и руководителя Центра исследования и инженерии новых материалов Массачусетского технологического института (MIT's Center for Materials Science and Engineering), они первые, кому удалось присоединить искусственный объект к поверхности отдельной живой клетки.
Микрорюкзачок, который надевали на клетку, полимерный. Он состоит из нескольких слоев. Первый слой – полимер, который прикреплялся к поверхности, где проводилась реакция. Сверху на него наносили «полезный груз» -- функциональное вещество, например магнитные наночастицы. Последний слой тоже полимерный. Он действует как липучка для клеток -- ловит их и удерживает.
После сборки «рюкзачков» в реакционную систему «выпускались» живые B- и T-лимфоциты, которые попадали в полимерные ловушки. Затем исследователи охлаждали эту поверхность, что приводило к отсоединению первого полимерного слоя от поверхности. Так что клетки могли двигаться дальше, но с уже прикрепленным грузом.
Присоединенный объект покрывает лишь небольшую часть поверхности клетки. Так что взаимодействию лимфоцита с внешней средой почти ничего не мешает. «Нашей целью было как можно меньше потревожить клетки, -- комментирует работу один из соавторов Роберт Коэн. -- Модифицированные лимфоциты остаются жизнеспособными в течение 48 часов после «операции». А Т-лимфоциты при этом продолжают выполнять свои обычные функции и нормально двигаться, словно ничего на них и не надето».
«Загрузив» микрорюкзаки лимфоцитов магнитными наночастицами, биоинженеры смогли управлять движением клеток с помощью магнитного поля. Как живо «нагруженные» клетки двигаются в магнитном поле, можно посмотреть на сайте MIT.
Массачусетские ученые не случайно выбрали для своих экспериментов T- и B-лимфоциты. Эти два типа иммунных клеток присутствуют в самых разных тканях. Так что их можно направить в раковые опухли, инфицированные участки или лимфоидную ткань. К примеру, химиотерапия с помощью лекарств, прицельно доставленных клетками в пораженную область, возможно, поможет уменьшить побочный эффект от такого лечения. К тому же такие модифицированные иммунные клетки помогут в идентификации и визуализации пораженных опухолью участков, полагают ученые.
Еще одно интересное применение – инженерия живых тканей. Частицы, прикрепленные к клеткам, позволят им соединяться только в определенном порядке. Так можно сформировать каркас растущей ткани.
Одно из преимуществ такой модификации, отмечают авторы работы, -- возможность играть со строением и составом рюкзака до присоединения его к клеткам. Так можно подобрать наиболее эффективную конфигурацию присоединяемого объекта. А главное -- убедиться, что ноша не окажется токсичной и не убьет своего переносчика.
