Наностолбики создают крошечные отверстия в ядре клетки без её повреждения

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали технологию, позволяющую проникнуть в ядро живой клетки — компартмент, содержащий ДНК, — не повреждая её внешнюю мембрану.

Работа, опубликованная в Advanced Functional Materials, открывает новые возможности для генной терапии, где генетический материал необходимо доставлять непосредственно в ядро, а также для доставки лекарств и других форм прецизионной медицины.

Как это работает

Учёные создали массив наностолбиков — наноразмерных цилиндрических структур. Когда клетку помещают на эти наностолбики, её ядро обволакивает их, что вызывает искривление ядерной мембраны. Это индуцированное искривление, в свою очередь, приводит к временному образованию крошечных самозапечатывающихся отверстий в ядерной мембране. При этом внешняя клеточная мембрана остаётся неповреждённой.

Экспериментальное подтверждение

В экспериментах клетки, содержащие флуоресцентный краситель в ядрах, помещали на наностолбики. Исследователи наблюдали утечку красителя из ядра в цитоплазму, но он оставался в пределах клетки. Это указывало на то, что была проколота только ядерная мембрана, а не клеточная. Эффект наблюдался в различных типах клеток, включая эпителиальные клетки, клетки сердечной мышцы и фибробласты.

Значение и перспективы

Технология предлагает неинвазивное решение для доступа в ядро, в отличие от текущих методов, которые обычно предполагают физический прокол как ядра, так и клетки с помощью крошечной иглы и являются инвазивными.

Исследовательская группа сейчас изучает механизмы, лежащие в основе этого эффекта, что будет ключевым для оптимизации платформы для клинического использования и обеспечения её безопасности и эффективности для доставки генетического материала в ядро.