Наносенсоры могут сократить количество экспериментов на животных

Количество тестов с использованием лабораторных животных растёт. В 2005 году в немецких лабораториях использовали около 2.41 млн животных, а к 2009 году эта цифра выросла до 2.79 млн. Большинство из них применялись для исследования болезней и разработки лекарств и медицинских устройств.

Исследователи из Института модульных твердотельных технологий Общества Фраунгофера (EMFT) в Мюнхене предлагают альтернативу — наносенсоры. Метод основан на изучении воздействия веществ на живые клетки, изолированные из тканей человека и животных и выращенные в клеточных культурах.

Как работают сенсоры

Здоровые клетки запасают энергию в виде аденозинтрифосфата (ATP). Высокий уровень ATP указывает на высокую метаболическую активность. При повреждении клетка становится менее активной и производит меньше ATP.

Наносенсоры EMFT содержат два флуоресцентных красителя:

• Зелёный индикаторный краситель, чувствительный к ATP.
• Красный референсный краситель, не меняющий цвет.

Частицы вводят в живые клетки и наблюдают под флуоресцентным микроскопом. Интенсивность свечения зависит от количества ATP. Чем больше жёлтого цвета на совмещённом изображении, тем активнее клетки. Если здоровье клеток нарушено, изображение будет более красным.

Перспективы применения

• Тестирование лекарств: Можно использовать раковые клетки для проверки эффективности новых химиотерапевтических агентов. Низкая концентрация ATP будет указывать на то, что лечение подавляет рост или убивает опухолевые клетки.
• Оценка токсичности: Метод позволяет оценить повреждающее действие медицинских соединений или химических веществ на клетки.
• Контроль качества: Разработаны наносенсоры для определения концентрации кислорода и токсичных аминов, например, для проверки свежести упакованного мяса.

Наночастицы EMFT нетоксичны для клеток, легко проходят через клеточные мембраны и могут быть направлены в конкретные точки интереса. Однако перед применением методика должна получить одобрение регулирующих органов.