«Біомікроботи», здатні знаходити і позначати різні макромолекули в живих тканинах організму, вдалося синтезувати молодим ученим НІТУ «МІСІС». Вони складаються з магнітних наночастинок і прикріплених до них антитіл і в майбутньому зможуть візуалізувати розподіл білків у клітинах. Результати дослідження опубліковані в міжнародному журналі Journal of Magnetism and Magnetic Materials.
У сучасній біомедицині наночастинки є одним з найбільш перспективних і затребуваних інструментів. Зокрема, магнітні наночастинки використовуються для адресної доставки ліків, лікування за допомогою гіпертермією, магнітно-резонансної томографії (МРТ) в якості контрастних агентів і для механічних маніпуляцій в магнітному полі.
Одним з найважливіших етапів онкотерапії є точне діагностування та візуалізація патологічних клітин організму, які здатні значний час себе не виявляти і затягувати розвиток захворювання в пізні стадії.
Для вирішення цього завдання «проблемні» клітини необхідно точково знаходити і позначати особливими маркерами.
Співробітники НІТУ «МІСіС» і РНІМУ ім. Пирогова продемонстрували, що магнітні наночастинки можуть використовуватися у вигляді мікроботів, що знаходяться і зв'язуються склітками. Для цього наночастинки потрібно особливим чином з'єднати з антитілами.
"Магнітні наночастинки можуть" працювати "в живому організмі не самі по собі, а за рахунок органічних оболонок, які захищають їх від окислення і деградації в агресивних середовищах, а також підвищують гідрофільність поверхні і знижують цитотоксичність, - розповіла автор роботи, аспірант лабораторії" Біомедичні наноматеріали "НІТУ" МІСіС "Ганна Іванова.
Крім того, якщо на стабілізоване покриття наночастинки «прикріпити» певні маркери, такі як білки, ферменти і антитіла, вони можуть націлювати наночастинки в кров'яному руслі на специфічні «мішені». Наприклад, будуть прикріплюватися до білків на поверхні клітин ".
Щоб створити такий «мікробот», вчені спочатку синтезували за допомогою термічного розкладання наночастинки оксиду заліза однорідної форми і розміром 40-50 нанометрів.
Потім, для того, щоб матеріал міг функціонувати у водних розчинах, його модифікували молекулами DOPAC. Це речовина 3,4-дигідроксигідрокорична кислота, яка є похідним нейромедіатора дофаміну і може синтезуватися в самому організмі.
Наступним етапом стала оптимізація поверхні частинок для роботи у фізіологічних середовищах, це розробники зробили за допомогою поліетиленгліколю. На заключній стадії синтезу до наночастинок приєднали видоспецифічні антитіла з флуоресцентним барвником.
"Наші досліди показали, що отримані наночастинки з антитілами специфічно зв'язуються з первинними антитілами проти білка лід-тубуліна і це візуалізується в цитоплазмі у вигляді характерних волокон; і проти лід-катеніна, який розташовується на мембранах клітини і бере участь в утворенні міжклітинних контактів ", - додав співавтор дослідження, співробітник" Біомедичні наноматеріали "Олексій Нікітін.
Таким чином, дослідники показали, що розробили працюючу модель, на яку можна «пришивати» різні антитіла. В даний час науковий колектив продовжує роботу над оптимізацією отриманого з'єднання.