Магнитные бактерии направляются в опухоли, чтобы внедрить противораковые препараты

Представление художника о магнитных бактериях, проникающих сквозь стенки кровеносных сосудов. © Йимо Ян/ETH Цюрих
543

Ученые, стремящиеся использовать способности бактерий бороться с раком, добились впечатляющего прогресса, продемонстрировав, как магнитные формы микроорганизмов могут проникать в опухоли. Это само по себе является многообещающим прорывом, но с помощью передовых инженерных технологий команда разработчиков надеется еще больше усилить его противоопухолевый эффект.

Исследование было проведено в ETH Zurich в Швейцарии и основано на предыдущей работе, которая продемонстрировала, что бактерии Magnetospirillum, которые естественным образом содержат частицы оксида железа, могут контролироваться магнитными полями.

В 2020 году ученые использовали эту технику для контроля потока жидкостей, окружающих бактерии в лаборатории, эффективно превратив их в магнитные микронасосы.

Это повысило возможность их использования для доставки лекарств в организм, направляя в нужное место в кровотоке. Но выйти из кровотока и попасть в опухолевую ткань — это не то же самое, что спрыгнуть с поезда. Стенки кровеносных сосудов представляют собой плотно упакованные барьеры, состоящие из клеток, и только протискиваясь через узкие, но колеблющиеся промежутки между этими клетками, определенные молекулы могут пройти через них.

Ученые вводили бактерии Magnetospirillum мышам и с помощью вращающегося магнитного поля показали, что они могут усилить свою способность проникать через эти временные щели в стенках сосудов. Это позволило им проникнуть в опухоль, а оттуда бактерии смогли попасть в опухоль.

«Мы также используем естественное и автономное передвижение бактерий», — сказала Симона Шюрле, руководившая исследованием. «После того, как бактерии прошли через стенку кровеносного сосуда и оказались в опухоли, они могут самостоятельно мигрировать вглубь ее».

В экспериментах с клеточными культурами команда ученых прикрепляла к бактериям небольшие шарики жировых веществ, называемые липосомами. Это было разработано для имитации того, как технология может работать в качестве метода доставки лекарств, при котором груз загружается в липосомы и высвобождается в опухоли. Эксперименты показали, что бактерии успешно переносят липосомы в раковую ткань.

Использование бактерий в качестве средств доставки лекарств от рака — это идея, которую мы видели в других местах, также с многообещающими результатами. Ранее в этом году команда Колумбийского университета продемонстрировала форму сконструированных бактерий, которые могут скрываться от иммунной системы достаточно долго, чтобы вырабатывать противоопухолевый токсин, уменьшающий опухоль на моделях мышей. Симона Шюрле придерживается аналогичных устремлений.

«Мы считаем, что можем использовать наш инженерный подход для повышения эффективности бактериальной терапии рака», — говорит она.

Возможности включают инженерные формы E.coli, которые не обладают магнитными свойствами, но в настоящее время изучаются в качестве терапевтических бактерий для лечения рака.

Если бы их можно было сделать намагниченными, то магнитные поля можно было бы использовать для направления бактерий к опухолям глубоко внутри тела, чтобы вызвать противораковые эффекты.

Исследование опубликовано в журнале Science Robotics.

По теме

Лучшие материалы

Что полезней сок или фрукт?

Что полезней сок или фрукт: мякоть и кожица многих фруктов, как правило, богаты витаминами и другими…

Новый анализ крови на рак легких дает впечатляюще точные результаты

Исследование, проведенное учеными из онкологического центра имени Джона Хопкинса, показывает, что…

Ученые исследовали иммунный ответ на 11 вариантов COVID

Продолжающееся появление новых мутаций SARS-CoV-2 позволяет вирусу более эффективно распространяться…

Новое исследование обнаруживает удивительное изменение метаболизма в течении жизни

Причиной прибавки в весе в среднем возрасте часто называется замедление метаболизма

Бурный рост рынка лицевой косметической хирургии Барселоны

На северо-востоке Испании расположен красивейший город Барселона, знаменитый на весь мир своими…

CRISPR-терапия при редких заболеваниях крови показала 100% эффективность

Лечение включает в себя сбор стволовых клеток из крови пациента и использование технологии CRISPR…

Подтяжка живота (абдоминопластика) в Турции

Турция — один из мировых лидеров в области пластической хирургии. Благодаря квалификации…

Диабет 1 типа можно предотвращать с помощью пептида, регулирующего иммунные клетки

Диабет 1 типа начинается, когда иммунная система пациента по ошибке атакует вырабатывающие инсулин…

Сигнал бедствия жировых клеток может помочь раскрыть «парадокс ожирения»

Обычно жировая ткань хранит лишние калории в виде липидов, но со временем метаболический стресс…

Мотивация зависит от того, как мозг обрабатывает усталость

Усталость - чувство истощения от выполнения сложных задач - это то, что мы все испытываем…

Воздействие солнечного света усиливает романтическую страсть у людей

Исследование показало, что воздействие солнечного света влияет на регуляцию эндокринной системы,…

Что такое калория?

Исторически сложилось так, что ученые определили калорию как единицу энергии или тепла, которая…

Ученые идентифицировали генетическую причину эндометриоза и выявили потенциальную мишень для лекарств

Исследователи провели генетический анализ людей и макак-резусов, чтобы выявить конкретный ген,…

У пожилых женщин с низким уровнем эстрогена повышен риск смерти от COVID-19

Большое обсервационное исследование выявило связь между повышенным уровнем гормона эстрогена у…

«Кишечная повязка» предназначена для лучшего заживления ран пищеварительного тракта

В настоящее время уже есть пластыри из биоразлагаемого протеина, которые накладывают на зашитые раны…

Антигистаминные препараты могут притупить благотворное воздействие физических упражнений

Любопытной и мало изученной ролью гистаминов является их влияние на скелетные мышцы в ответ на…