Нано-сверла, разрушающие ткани, наносят именно тот ущерб, для которого предназначены
Молекулярные сверла размером с молекулу наносят именно тот ущерб, для которого они созданы. Это плохие новости для болезней.
Ученые из Университета Райса, Университета Байола и Научного центра здоровья Техасского университета A&M получили дополнительные доказательства того, что их молекулярные моторы — светоактивируемые роторы, вращающиеся со скоростью до 3 миллионов раз в секунду, — могут нацеливаться на больные клетки и убивать их за минуты.
Команда под руководством молекулярного биохимиста Ричарда Гунасекеры из Байолы и химика Джеймса Тура из Райса показала, что их моторы высокоэффективны в уничтожении клеток у трех многоклеточных тестовых организмов: червей, планктона и мышей.
Исследование в журнале Американского химического общества ACS Applied Materials & Interfaces показывает, что моторы вызвали различную степень повреждения тканей у всех трех видов.
Первоначальной целью проекта было нацеливание на устойчивые к лекарствам бактерии, раковые и другие вызывающие болезни клетки и их уничтожение без повреждения соседних здоровых клеток. Тур утверждал, что у клеток и бактерий нет возможной защиты от наномеханической сверлящей силы, достаточно мощной, чтобы пробить их стенки.
Теперь это выведено на совершенно новый уровень. Работа показывает, что целые организмы, такие как мелкие черви и водяные блохи, могут быть убиты наномашинами, которые в них внедряются. Это не просто гибель отдельных клеток, а гибель целого организма, с гибелью миллионов клеток.
Их также можно использовать для внедрения в кожу, что предполагает полезность в лечении таких состояний, как предмеланома.
Исследователи наблюдали разные эффекты в каждой из трех моделей:
- У червя C. elegans быстрые моторы вызывали быстрое обесцвечивание, сначала вызывая наномеханическое разрушение клеток и тканей.
- У планктона Daphnia моторы сначала отрывали внешние конечности.
- В обоих случаях через несколько дней большинство или все организмы погибали.
Для моделей мышей исследователи наносили наномашины в виде топического раствора на кожу. Активация быстрых моторов вызывала поражения и изъязвления, демонстрируя их способность функционировать у более крупных животных.
То, что кожа мыши изменяется из-за «сверления» наномашинами, может быть одним из самых интересных аспектов исследования для ученых. Это может означать прямое местное лечение кожных заболеваний, таких как меланомы, экзема и другие болезни кожи.
Эта статья значима, потому что это первое тестирование наномашин, где доказана их эффективность in vivo. Все другие исследования, проведенные до сих пор, были сделаны in vitro.
Предполагается, что моторы могут быть использованы для терапевтического контроля паразитов, а также для локального лечения таких заболеваний, как рак кожи.