Ученые создали искусственную клетку, которая способна очищать и лечить

Химики из США создали клеткоподобные структуры, которые могут избирательно захватывать различные вещества и частицы, переносить их и перерабатывать. Исследование ученых было опубликовано в журнале Nature, сообщил Чикагский университет.

В природе живым организмам нужен способ переправлять молекулы и химические вещества туда, где они необходимы в организме. У клеток для этого существуют сложные системы, и до сих пор специалистам было очень трудно воссоздать подобные системы.

«Отдельная клетка на самом деле является одной из самых сложных микромашин, о которых мы знаем. Это первая искусственная система, которая может имитировать этот процесс активного транспорта», – заявил ведущий автор Стефано Саканна, доцент химии Нью-Йоркского университета.

Стефано и его коллеги сделали большой шаг к созданию полноценного аналога живой клетки во время экспериментов с каплями кремнийорганических жирообразных веществ, которые они заставляли раздуваться с помощью химических реакций, а затем укрепляли их структуру полимерами.

В результате возникали однотипные клеткообразные структуры с избирательно проницаемой мембраной. Как показали опыты, полые сферические частицы можно заполнить молекулами различных ферментов, неорганических катализаторов и веществ.

Подобный механизм подходит для очистки воды от капель нефти и других загрязнений, адресной доставки лекарств и постепенного их выделения в кровоток, а также для борьбы с микробами и вирусами.

В ближайшее время химики планируют создать новые версии искусственных клеток, которые будут способны обмениваться сигналами с соседями и объединяться в сложные структуры.

Что было ранее

Биологи предложили использовать «магнитные» бактерии для лечения рака

Биологи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха предложили использовать бактерии, чувствительные к действию магнита, для адресной доставки препаратов к раковой опухоли. Результаты исследования были опубликованы в декабре прошлого года в журнале Advanced Functional Materials.

Известно, что лекарства от рака имеют побочные эффекты, поэтому ученые пытаются найти способ доставлять их прямо к опухоли.

Один из подходов − использование микророботов, размещенных в кровеносных сосудах.

Швейцарские исследователи решили применить вместо микророботов настоящие бактерии, чувствительные к магнитному полю. Их ключевым преимуществом является простота производства.

«Одно из основных преимуществ бактерий перед микророботами − то, что их легко производить. Мы можем их просто выращивать в биореакторах», − отметила руководитель исследования Симона Шюрле.

Такие бактерии были обнаружены 45 лет назад и получили название Magnetospirillum. Микроорганизмы поглощают растворенное в воде железо и внутри них образуются кристаллы оксида железа, которые выстраиваются в ряд.

Подобно стрелке компаса, эти бактерии выравниваются вдоль линий магнитного поля Земли, а если к емкости, где они находятся, поднести магнит, то все они соберутся около полюсов магнита.

Ученые исследовали в лаборатории, как с помощью магнитного поля можно управлять потоком жидкостей, в которых находятся Magnetospirillum.

Оказалось, что с помощью слабых вращающихся магнитных полей можно разворачивать бактерии в тонких трубках, имитирующих кровеносные сосуды. При большом количестве микроорганизмов ученым удалось перемещать окружающую жидкость в нужном направлении. 

Используя наложенные магнитные поля, ученым удалось ограничить активность бактерий небольшой областью, и управлять потоком жидкости с очень высокой точностью.

Подчеркивается, что прежде чем использовать магнеточувствительные бактерии в организме человека, необходимо проверить их безопасность, например, не вызовут ли они аллергию.