Наука
Разное
12.03.2007, 00:00

Оседлать бактерию: Лекарственный транспорт

Ученые вплотную приблизились к созданию медицинских нанороботов – миниатюрных аппаратов, способных путешествовать по организму вместе с кровяными клетками. Недавно был успешно испытан двигатель, который обеспечит движение роботов в жидкой среде.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Не нужно быть экспертом, чтобы понимать, что медицинские нанороботы являются одной из самых многообещающих технологий будущего. Миниатюрные устройства, вводимые в кровоток обыкновенной инъекцией, смогут доставлять лекарства непосредственно в зону патологических изменений, повышая эффективность лечения и снижая количество побочных эффектов. Кроме того, с помощью подобных аппаратов можно будет детально исследовать состояние труднодоступных органов — таких как глазное яблоко или спинной мозг. А в перспективе роботы смогут непосредственно «чинить» поврежденные ткани.

Одной из главных проблем, которые необходимо решить разработчикам медицинских нанороботов, является двигатель. При размерах, сопоставимых с размером клетки, движение сквозь жидкие среды оказывается весьма непростой задачей — на этом масштабе вода начинает вести себя как густой сироп, сквозь который приходится как-то проталкиваться. Микробы используют для этого жгутики — изогнутые белковые волоски, ввинчивающиеся в воду наподобие штопора. Можно попытаться скопировать этот принцип, создав аналогичное устройство искусственного происхождения. Однако более разумным выглядит использование в роли двигателя готовой живой бактерии.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Перспективность такого подхода была продемонстрирована группой исследователей из Университета Карнеги-Меллон. В качестве транспортного средства ученые использовали бактерию Serratia marcescens, ответственную за появление пятен на душевых занавесках.

В ходе проведенных экспериментов к бактериям прикреплялись цепочки молекул полистирола, которые имитировали полезный груз. Клеточные мембраны Serratia marcescens имеют слабый положительный заряд, а цепочки полимера, напротив, заряжены отрицательно, поэтому они прочно прилипали к поверхности микробов. Далее бактерии помещали в водный раствор глюкозы, где они продемонстрировали способность перемещаться со скоростью в 15 мкм/с.

Добавив в раствор некоторое количество сульфата меди, ученые смогли остановить движение микроорганизмов: тяжелые медные катионы прикреплялись к жгутикам, не давая им вращаться. После удаления ионов из раствора плавательные способности бактерий полностью восстанавливались. «Мы можем контролировать движение, многократно останавливать и возобновлять его, добавляя соответствующие химические вещества», — подытожил ведущий исследования профессор Метин Ситти (Metin Sitti).

О других опытах с «бактериальным двигателем» читайте: «Беспламенный мотор».