Учені з університету Рокфеллера (Rockefeller University) створили своєрідний пульт дистанційного управління генами. Дослідники в статті в журналі Nature продемонстрували, як наночастки, що нагріваються радіохвилями, запускають вироблення інсуліну у мишей.
Раніше медичне застосування наночасток обмежувалося доставкою різних ліків до клітин тіла і біосенсорами. Тепер же генетики поєднали нанотехнології та біотехнологію і навчилися віддалено регулювати виробництво потрібних білків в клітинах організму.
Джеффрі Фрідман (Jeffrey Friedman) і його колеги виростили під шкірою мишей пухлини. На поверхні клітин пухлини розташовані іонні канали, чутливі до температури. При нагріванні до 42 градусів за Цельсієм канали запускають в клітини іони кальцію, які у свою чергу стимулюють роботу гена, відповідального за вироблення інсуліну.
Учені помістили в пухлинні клітини наночастки оксиду заліза, вкриті антитілами, які здатні закріплюватися на термочутливих каналах. Відомо, що наночастки нагріваються під дією низькочастотних радіохвиль.
Щоб створити їх, учені використовували "пульт дистанційного керування" – мініатюрний магнітно-резонансний томограф. Він створює необхідне магнітне поле. У результаті наночастки нагріваються, стимулюють роботу каналу і сприяють виробленню клітиною інсуліну.
В ході дослідів вже через 30 хвилин дії радіохвиль рівень інсуліну в крові мишей зростав, а рівень цукру падав. У контрольному експерименті учені показали, що радіохвилі нагрівають лише ті клітини, де є наночастки. При цьому зовнішня дія не вбиває клітини і не зачіпає сусідні немодифіковані.
Фрідман підкреслює, що його команда не ставила собі за мету розробити черговий метод боротьби з цукровим діабетом. Просто рівень інсуліну і цукру в крові – це зручна модель, яка якнайкраще підходить для перевірки ефективності роботи незвичайного пульту дистанційного управління. Проте нова система може бути змодельована для виробництва інших білків для лікування різних захворювань.
Дослідники вважають, що магнітне поле – відмінний спосіб передачі достатньої енергії без спричинення шкоди. Втім, необхідні додаткові дослідження, для того, щоб повністю охарактеризувати процес і з’ясувати, як наночастки поглинатимуть, зберігатимуть і поширюватимуть тепло.
"Вже в короткостроковій перспективі результати нашого дослідження призведуть до створення досконаліших інструментів для маніпулювання клітинами ззовні", – повідомляє Фрідман.