Учёные использовали нанотрубки для передачи сигналов нервным клеткам

Учёные из Техаса открыли новое свойство углеродных нанотрубок — способность передавать электрические сигналы нервным клеткам.

Нанотрубки — это полые углеродные нити диаметром примерно в одну десятитысячную человеческого волоса. Они уже известны как один из самых универсальных материалов: в 100 раз прочнее стали при плотности в 6 раз меньше, могут проводить электричество лучше меди и заменять кремний в полупроводниковых чипах.

Тонкие плёнки из углеродных нанотрубок, нанесённые на прозрачный пластик, также могут служить поверхностью для роста клеток. Как показано в исследовании, опубликованном в майском номере Journal of Nanoscience and Nanotechnology, эти плёнки потенциально могут стать электрическим интерфейсом между живой тканью и протезами или медицинскими приборами.

«Насколько я знаю, мы первая группа, которая показала возможность электрической коммуникации между этими двумя вещами, стимулируя клетки через наш прозрачный проводящий слой», — заявил Тодд Паппас, один из старших авторов исследования.

В экспериментах использовали два типа клеток: нейробластомы (для опытов in vitro) и нейроны, выращенные из тканей лабораторных крыс. Клетки помещали на «коврики» из однослойных углеродных нанотрубок (single-walled carbon nanotubes, SWNTs), нанесённых на пластик. Это позволило с помощью микроскопа и микроэлектрода регистрировать реакции отдельных клеток на электрические импульсы, передаваемые через SWNTs.

Учёные также изучили, как разные типы SWNTs влияют на рост нейробластом. Они сравнили клетки на «функционализированных» нанотрубках (с присоединёнными молекулами для управления ростом клеток или настройки электрических свойств) с клетками на обычных («нативных») нанотрубках и стандартном пластике для культивирования тканей.

«Нативные углеродные нанотрубки хорошо поддерживают прикрепление и рост нейронов — лучше, чем два типа функционализированных нанотрубок, которые мы тестировали», — отметил Паппас.

Следующая цель — найти способ функционализации нанотрубок, чтобы улучшить прикрепление нейронов и коммуникацию, а также повысить биосовместимость поверхностей. Также учёные хотят выяснить, достаточно ли чувствительны нанотрубки для регистрации постоянной электрической активности клеток.

«Наша цель — создать устройство, которое сможет как считывать, так и передавать стимулы клеткам, например, для управления протезами. Я думаю, это определённо выполнимо», — добавил Паппас.