Сконструированные бактерии, управляемые магнитом, успешно уничтожили неоперабельный рак

Для того чтобы доставить бактерий, способных уничтожить рак, к неоперабельным опухолям, исследователи использовали магнитное поле. Конечный результат - высокоэффективная терапия.

Ученые придумали новый способ доставки противораковых соединений, известных как энтеротоксины, к опухолевым новообразованиям. Для этого специалисты сконструировали бактерий и управляли ими с помощью магнитных полей. Об этом сообщает журнал Inverse, в статье, опубликованной на прошлой неделе.

Такие бактерии выполняют функцию крошечных роботов, способных разыскивать опасные новообразования и концентрироваться вокруг них. После, чего микроорганизмы активируют выработку веществ токсичных для раковых клеток.

"Онкологические заболевания настолько сложны, что с ними очень сложно бороться одним оружием", - рассказывает Симона Шюрле-Финке, микробиолог из Федерального технологического института в Цюрихе (Швейцария). "Поэтому мы сконструировали микробов, которое достигая опухоли, буквально превращаются в маленькую нано-фабрику, продуцирующую молекулы, токсичные для раковых клеток", - добавила Шюрле-Финке.

Новая концепция

Идея использовать магниты для управления бактериями возникла у исследователя, после того как она размышляла о неоперабельных труднодоступных опухолях. Однако дело в том, что в природе не так уж много бактерий, которых можно было бы контролировать с помощью магнитных полей.

Тем не менее, существует уникальная группа магнитотактических бактерий, которые обладают этим особым качеством. Такие микроорганизмы синтезируют магнетосомы - клеточные органеллы в состав которых входят крошечные кристаллы магнетита или грейгита. Микробы, производящие магнитосомы, способны к магнитотаксису - перемещению, связанному с реакцией клеток на воздействие магнитных полей.

Чтобы проверить возможности этих созданий бороться с раковыми клетками, ученые из команды Шюрле-Финке пометили бактерий флуоресцентными метками и "снабдили" наночастицами с лекарственными препаратами. В результате получились генетически сконструированные бактерии-роботы. Они контролируются магнитными полями и по сигналу высвобождают соединения, убивающие рак.

Испытано на мышиных опухолевых моделях

Технология была испытана на раковых мышах путем инъекции биороботов. С помощью генерируемого внешнего магнитного поля ученые направили бактерии к опухолям животных. Точность доставки препарата более чем в три раза превзошла показатели контрольной группы, получавших обычную терапию.

При всей своей необычности это изобретение не является чем-то принципиально новым. Так, например, в ноябре 2021 года китайские специалисты предложили новую схему транспортировки лекарств к месту локализации раковых клеток с помощью крохотных нано-ботов. Было заявлено, что эта инновация существенно улучшит лечение рака, поскольку позволяет напрямую вводить химиопрепараты в раковые клетки.

Созданные крошечные роботы доставлялись к цели (в данном случае к раковым клеткам) с помощью магнитов. Попав туда, они высвобождали лекарственный груз. Маленькие роботы были изготовлены из 3D-печатного гидрогеля и имели форму различных животных (включая бабочку, краба и рыбу). Внутри каждого бота имелись полости, в которые инженеры поместили частицы лекарств.

В апреле 2022 года другая группа исследователи показали робота, похожего на комок слизи. Он также работает на магнитах и, по словам разработчиков, может быть использован для перемещения предметов внутри тела.

Устройство состояло из смеси поливинилового спирта, буры и частиц неодимовых магнитов, благодаря которым слизь приводилась в движение.



Результаты нового эксперимента были представлены в медицинском журнале Science в конце октября.

via