Инженерам-биомедикам из Калифорнийского университета (University of California) удалось создать полуживые «клетки-киборги». Эти удивительные творения сохраняют все свойства живых клеток, но не способны к размножению. Авторы разработки предлагают множество сфер применения «клеток-киборгов»: они способны производить лекарственные препараты, очищать окружающую среду от загрязнений и помочь в борьбе с некоторыми заболеваниями, в том числе онкологическими.
Синтетическая биология — наука, целью которой является создание клеток, способных выполнять новые, не характерные для них функции. Как рассказывает старший автор научной статьи, доцент Калифорнийского университета Чименг Тан (Cheemeng Tan), к решению этой задачи существует два подхода. Можно взять бактериальную клетку и снабдить ее новыми генами, которые позволят ей выполнять новые функции. А можно создать с нуля совершенно новую клетку с искусственной клеточной мембраной и биомолекулами (к последним относят белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты).
Первый вариант — «киборг» на основе уже существующих живых клеток — может выполнять больше функций и лучше адаптируется к окружающей среде. Но такие клетки сохраняют способность к размножению, а это свойство может оказаться нежелательным. Полностью искусственные клетки создавать сложнее, они выполняют более узкие функции и при этом не могут размножаться.
Интеллектуальная собственность https://www.euroonco.ru
Искусственный полимер помог сделать клетки «бесплодными»
Как видно, каждый из вышеописанных способов создания «клеток-киборгов» имеет свои недостатки. Ученым из Калифорнийского университета удалось найти альтернативный подход. Они заполнили живые бактериальные клетки единицами искусственного полимера. Когда эти единицы оказались внутри клетки, и на них воздействовали ультрафиолетовыми лучами, они сшились в единую гидрогелевую матрицу. В итоге клетки полностью сохранили свою биологическую активность, но больше не могли размножаться.
Чименг Тан рассказывает:
Полученные нами клетки-киборги программируемы, они не размножаются, сохраняют основные клеточные функции и приобретают не характерные для них ранее способности.
Исследователи обнаружили, что клетки-киборги, созданные по новой технологии, более устойчивы к стрессовым факторам, способным уничтожать обычные клетки. Они лучше сопротивляются таким условиям внешней среды, как воздействие перекиси водорода, антибиотиков, высокого pH.
Ученые не создавали эти клетки специально для какой-либо сферы медицины: считается, что их можно наделить разными способностями, и они могут выполнять различные функции, полезные для человека. Для онкологов, конечно же, интереснее всего то, что во время экспериментов исследователям удалось получить клетки-киборги, способные проникать в раковые клетки. Пока нет четких предложений по поводу того, как использовать это свойство в медицине, но, несомненно, оно открывает интересные перспективы для борьбы с онкозаболеваниями.
Авторы исследования планируют в ближайшее время разобраться еще лучше, как создавать клетки-киборги и как ими управлять. Они надеются, что эти искусственные клетки найдут применение в разных сферах, от решения экологических проблем до диагностики и лечения различных заболеваний.
Также Чименг Тан отмечает:
Помимо всего прочего, нас интересует биоэтика применения клеток-киборгов. Ведь они представляют собой биоматериал, полученный из клеток. Это не полноценные живые клетки, но и не неживой материал.
Пока есть только примерные предположения о том, как можно использовать новые клетки-киборги в онкологии и других сферах медицины. Но перспективы открываются весьма интересные. «Перепрограммированные» клетки уже используются для борьбы с онкозаболеваниями в рамках так называемой CAR-T-клеточной терапии. Этот вид лечения — одно из направлений иммунотерапии. В клиниках «Евроонко» активно применяются новейшие иммунопрепараты из группы ингибиторов контрольных точек. У нас всегда в наличии все оригинальные противоопухолевые средства последних поколений, зарегистрированные в России, и наши врачи готовы немедленно начать лечение.
Источник: sciencedaily.com.
