Вудки з нанотрубок допоможуть виловлювати ракові клітини з крові

Американські мікробіологи успішно випробували на мишах незвичайні біодатчики на базі вуглецевих нанотрубок, які допоможуть медикам знаходити молекули інсуліну, білків та інших великих молекул і навіть ракові клітини в крові хворих, і розповіли про підсумки цих експериментів на черговій зустрічі Американського хімічного співтовариства.

Біотехнологи з Північно-Східного університету в Бостоні (США) створили універсальну біохімічну «вудку», здатну виловлювати великі молекули з крові, навчившись використовувати вуглецеві нанотрубки в якості основи для біосенсорів, які уникають уваги імунної системи і не руйнуються її клітинами.

Датчики являють собою набір з вуглецевих нанотрубок, покритих різними білками, які одночасно скріплюють їх один з одним і грають роль «гачка» подібної біохімічної вудки - до них причіпляються молекули досліджуваних речовин або білки на мембрані ракових клітин.

Однією з відмінних рис нанотрубок, пояснюють вчені, є їх здатність до флуоресценції - світіння при опроміненні лазером або іншим джерелом світла. Сила цього світіння та інші його властивості залежать від того, як влаштований білковий «гачок» і того, чи причепилася до нього ракова клітина або молекула. Це дозволяє дуже точно оцінювати концентрацію біомолекул або знаходити навіть поодинокі ракові клітини в крові.

Керуючись цією ідеєю, біологи з Бостона виростили кілька різновидів експериментальних датчиків, які можуть розпізнавати, крім ракових клітин і молекул інсуліну, глюкозу, білок фібриноген, що відповідає за затягування ран і утворення тромбів, а також ряд інших молекул.

Роботу кожного такого медичного інструменту вчені перевірили на мишах. За їх словами, всі датчики впоралися з покладеними на них завданнями і при цьому не викликали негативних побічних ефектів, які часто асоціюються з проникненням нанотрубок в клітини та їх ядра. Деякі датчики, в тому числі детектор запалення тканин серця і судин, пропрацювали в тілі гризунів протягом більш ніж року, не викликавши проблем зі здоров'ям.

Як сподіваються вчені, найближчим часом їх винахід почне проходити клінічні випробування і знайде застосування в медичній практиці.

В останні роки фізики, інженери та біологи активно працюють над створенням пристроїв і діагностичних систем, які дозволяли б знаходити одиночні ракові клітини і оцінювати концентрацію важливих для життя молекул у крові та інших тканинах тіла. Наприклад, у листопаді 2012 року біологи з Гарварду розробили своєрідну «вудку» для ракових клітин з ниток ДНК, запозичивши принципи його роботи у морських медуз.