Ещё прицельнее: микророботы доставят стволовые клетки точно по адресу

Фото, полученное с помощью растрового электронного микроскопа, демонстрирует сферического микроробота с прикреплёнными к нему человеческими стволовыми клетками.

Фото, полученное с помощью растрового электронного микроскопа, демонстрирует сферического микроробота с прикреплёнными к нему человеческими стволовыми клетками.
Фото Jeon et al., Sci. Robot. 4, eaav4317 (2019).

Микророботы в виде завитка с зафиксированными на них дифференцированными нейронами (оранжевый цвет).

Микророботы в виде завитка с зафиксированными на них дифференцированными нейронами (оранжевый цвет).
Фото Jeon et al., Sci. Robot. 4, eaav4317 (2019).

Фото, полученное с помощью растрового электронного микроскопа, демонстрирует сферического микроробота с прикреплёнными к нему человеческими стволовыми клетками.
Микророботы в виде завитка с зафиксированными на них дифференцированными нейронами (оранжевый цвет).

Работы по изучению стволовых клеток показывают перспективность их применения для лечения самых разных состояний, начиная от аутоиммунных заболеваний и заканчивая последствиями тяжёлых травм. Одно из важнейших условий успешного лечения стволовыми клетками – доставка их "точно по адресу".

Несмотря на множество разработок и экспериментов, проводимых учёными в этой области, в широкой практике способ доставки стволовых клеток в нужное место организма остаётся неизменным – с помощью инъекции.

В ряде случаев это представляет проблему, ведь во многие анатомически сложные и труднодоступные области тела сделать инъекцию бывает непросто. Кроме того, такой метод введения может грозить повреждением тканей и возникновением различных осложнений.

Ещё один немаловажный фактор, побуждающий учёных искать новые пути доставки стволовых клеток, – их малая выживаемость при инъекционном пути введения.

Именно этим вопросом занялась международная команда учёных из нескольких исследовательских центров Южной Кореи и Швейцарии. В своих прежних изысканиях исследователи уже пытались решить проблему доставки различных веществ в организм человека, вводя крошечных микророботов прямо в кровеносное русло.

В новой работе эксперты решили опробовать подобный подход для переноса стволовых клеток. Эксперимент показал, что микророботы, управляемые магнитным полем, могут переносить стволовые клетки точно к цели, максимально сохраняя их жизнеспособность.

С помощью метода лазерной стереолитографии экспериментаторы создали роботов различных форм: сферических и в виде завитка или спирали. Роботы управлялись внешним магнитным полем, а для наилучшего сцепления со стволовыми клетками имели пористую поверхность.

Используя разработанную систему, учёные вводили микророботов с разными типами стволовых клеток на борту в культуру тканей печени, в кусочек живой ткани с кровеносными сосудами и в препарат желудочка головного мозга крысы.

Видеоролик демонстрирует перемещение микророботов в образце ткани с кровеносными сосудами. Видео Jeon et al., Sci. Robot. 4, eaav4317 (2019).

Множество тестируемых материалов позволило посмотреть, как будут вести себя микророботы в самых разных по типу и сложности строения тканях и органах.

Для того чтобы проверить, насколько хорошо и точно работает такая адресная доставка в живом организме, учёные "нагрузили" микророботов человеческими стволовыми клетками и внедрили их в брюшную полость мыши. Микророботы показали хорошую управляемость и "отзывчивость" на воздействие магнитного поля.

Микророботы в виде завитка с зафиксированными на них дифференцированными нейронами (оранжевый цвет).

Исследователи подчёркивают, что результаты их работы пока предварительные. В дальнейшем необходимо проверить безопасность предложенного метода, а также разработать способ управления роями подобных машин в теле человека.

Кроме того, на данный момент единственный способ определить положение микроробота в живом организме – использовать магнитный резонанс. А такая техника может вносить помехи в процесс управления.

Подробнее с результатами работы международной группы исследователей можно ознакомиться, прочитав научную статью в журнале Science Robotics.

К слову, авторы "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали и о других высокотехнологичных вмешательствах, способных в корне изменить диагностику и лечение тяжёлых заболеваний.

Следите за новостями науки, подписывайтесь на наши группы в социальных сетях: ВК, Facebook, twitter, "Одноклассники". Есть мы и в Яндекс.Дзене.

Мы продолжим держать вас в курсе последних открытий и изобретений, а пока предлагаем прочесть каким ещё способом учёные доставляют стволовые клетки в организм мышей и как редактирование генов стволовых клеток поможет излечить ВИЧ.