Биомолекулярные актуаторы для генетически селективного акустического управления клетками
Новое исследование Калифорнийского технологического института (Caltech) представило метод манипуляции клетками с помощью ультразвука. Ключевым элементом стали газовые везикулы — воздушные белковые капсулы, которые производят генетически модифицированные клетки.
Как это работает
- Газовые везикулы изначально служат бактериям для плавучести. Лаборатория Михаила Шапиро ранее использовала их как акустические метки для визуализации, так как они сильно контрастируют на УЗИ.
- Новое свойство: клетки, содержащие эти везикулы, под действием ультразвука притягиваются к зонам высокого давления, в отличие от обычных клеток, которые отталкиваются. Это позволяет силой звука перемещать клетки в пространстве.
Потенциальные применения
- Тканевая инженерия: создание сложных искусственных тканей (например, мышц) требует точного расположения разных типов клеток (мышечных, нервных, сухожильных).
- Клеточная терапия: направленная доставка терапевтических клеток к конкретным участкам в организме.
- Сортировка клеток: метод может заменить дорогостоящие флуоресцентные сортеры (FACS). Клетки, экспрессирующие газовые везикулы, испытывают иное акустическое воздействие, что позволяет сортировать их быстро, дёшево и всем скоплением, а не по одной.
Демонстрация возможностей
Исследователи показали, что с помощью ультразвука можно:
- Собирать клетки в шар или тонкие полосы.
- Располагать их по краям контейнера.
- Формировать из клеток в геле заданные фигуры (например, букву "R"), создавая "акустические голограммы".
Исследование опубликовано 22 февраля в журнале Science Advances.