Самые маленькие в мире трубки могут доставлять лекарства к отдельным клеткам

Исследователи из Университета Джонса Хопкинса создали микроскопические трубки шириной всего в одну миллионную от толщины человеческого волоса и разработали способ, гарантирующий их полную герметичность.

Создание непротекающих трубок из самоорганизующихся и самовосстанавливающихся нанотрубок, способных присоединяться к различным биологическим структурам, — это важный шаг к созданию сети для доставки специализированных лекарств, белков и молекул к целевым клеткам в организме человека. Результаты исследования опубликованы в Science Advances.

Трубки имеют диаметр около 7 нанометров (в 2 миллиона раз меньше муравья) и длину в несколько микрон (примерно как частица пыли). Метод основан на использовании фрагментов ДНК в качестве строительных блоков для выращивания и ремонта трубок, а также для их подключения к конкретным структурам.

В отличие от более коротких нанопор, которые лишь контролируют транспорт молекул через мембрану, эти нанотрубки действуют как длинные «трубопроводы». Они могут направлять молекулы после выхода из клетки.

Для проверки герметичности исследователи использовали специальные ДНК-«пробки», перекрывающие концы трубок, и пропускали через них раствор флуоресцентных молекул. Точные измерения показали, что молекулы эффективно транспортируются в лабораторные везикулы, имитирующие клеточную мембрану, без протечек.

Кроме того, учёные продемонстрировали возможность контролировать поток с помощью другой ДНК-структуры, которая работает как клапан или заглушка.

Эта технология может помочь в изучении взаимодействия нейронов, исследовании таких заболеваний, как рак, и функций более чем 200 типов клеток организма. В дальнейшем команда планирует провести эксперименты с синтетическими и реальными клетками и различными типами молекул.