Ученые создали полуживые клетки-киборги, которые могут изменить медицину

 

Иллюстрация клеток-киборгов. (Фото: sciencealert.com)

Благодаря сложному химическому процессу ученые смогли разработать в лаборатории универсальные синтетические клетки-киборги. Они обладают многими характеристиками живых клеток, но лишены способности делиться и расти.

Эта часть, не связанная с репликацией, важна. Чтобы искусственные клетки были полезными, их нужно тщательно контролировать, а это не так просто, если они размножаются так же, как настоящие клетки.

Исследователи, стоящие за новой разработкой, считают, что у этих киборгов может быть огромное разнообразие применений, от улучшения лечения таких болезней, как рак, до очистки от загрязнений с помощью целенаправленных химических процессов.

«Клетки-киборги программируемы, не делятся, сохраняют основные клеточные функции и приобретают чуждые способности», — говорит биомедицинский инженер Чименг Тан из Калифорнийского университета в Дэвисе.

В настоящее время клеточная инженерия основана на двух ключевых подходах: генетическом ремоделировании существующих клеток для придания им новых функций (более гибких, но способных к воспроизведению) и создании синтетических клеток с нуля (которые не могут воспроизводиться, но имеют ограниченные биологические функции).

Эти клетки-киборги — результат новой, третьей стратегии. В качестве основы исследователи взяли бактериальные клетки и добавили элементы из искусственного полимера. Оказавшись внутри клетки, полимер подвергался воздействию ультрафиолетового света, чтобы встроить его в гидрогелевую матрицу путем сшивания, имитируя естественный внеклеточный матрикс.

Несмотря на то, что они способны поддерживать большую часть своих нормальных биологических функций, эти клетки-киборги оказались более устойчивыми к стрессовым факторам, таким как высокий pH и воздействие антибиотиков — стрессовым факторам, которые убивают нормальные клетки. Как и настоящие киборги, они сильные.

«Клетки-киборги сохраняют основные функции, включая клеточный метаболизм, подвижность, синтез белка и совместимость с генетическими цепями», — пишут исследователи в опубликованной статье.

Лабораторные тесты на образцах тканей показали, что недавно разработанные клетки способны проникать в раковые клетки, подчеркивая потенциал этих модифицированных биологических строительных блоков для дальнейшего лечения — однажды их можно будет использовать для доставки лекарств в очень специфические части организма. тело.

До этого еще далеко, какими бы многообещающими ни были эти первые результаты. Исследователи говорят, что теперь они хотят поэкспериментировать с использованием различных материалов для создания этих клеток, а также выяснить, как их можно использовать.

Также неясно, что именно мешает репликации клеток, что необходимо определить. Авторы считают, что гидрогелевая матрица может остановить деление клеток, ингибируя рост клеток или репликацию ДНК, или и то, и другое.

Демонстрируемое здесь смешение природного и искусственного в некотором роде берет лучшие элементы того и другого, открывая новые возможности — состояние «quasi vita» или «почти жизни», как выразились исследователи.

«Нас интересует биоэтика применения киборг-клеток, поскольку они представляют собой биоматериалы, полученные из клеток, которые не являются ни клетками, ни материалами», — говорит Тан.

Источник