Изобретен пульт дистанционного управления для клеток

Представляете, что врачи имели бы пульт дистанционного управления, которым можно было включать клетки для быстрейшего процесса заживления ран? Хоть массовое производство таких устройств пока что перспектива будущего, но уже сегодня разработчики сделали к этому первый шаг. В журнале ACS Nano Letters опубликованы результаты эксперимента, в ходе которого ученые при использовании инфракрасного света и наноустройства смогли направить стволовые клетки к месту травмы. В результате пораженное место быстро восстановило мышечную ткань. Эксперимент проводился на мышах.

Сложные сигнальные пути координируют клеточные действия, такие как движение, разрастание (пролиферация) и отмирание. Например, когда сигнальные молекулы связываются на поверхности клетки с белками, называемыми рецепторными тирозинкиназами, то запускаются рецепторы, которые образуют пары и фосфорилируют друг друга. Этот процесс активирует другие белки, что, в конечном итоге, приводит к движению или росту клетки. Хонг-Хуэй Ван, Чжоу Не и их коллеги внедрили в клетки наноустройство, которое перепрограммировало эту систему. Ученые смогли вызывать активацию рецепторов ближним инфракрасным светом вместо сигнальных молекул. Исследователи выбрали ближний инфракрасный свет, поскольку он способен проходить через живые ткани, в отличие от ультрафиолетового. Команда разработала рецепторную тирозинкиназу (фермент, присоединяющий фосфат к остаткам тирозина) под названием MET, которая необходима для заживления ран.

Исследователи создали молекулу ДНК, которая может связываться с двумя рецепторами МЕТ одновременно, объединяя и активируя их. Чтобы система реагировала на свет, ученые прикрепили несколько копий последовательности ДНК к золотым наностержням. При включении ближнего инфракрасного света наностержни нагревались и высвобождали ДНК, а та, в свою очередь, активировала рецепторы. Через три дня у обработанных мышей образовалось больше мышечных стволовых клеток, чем у контрольной группы. У обработанных подопытных животных также наблюдались повышенные признаки регенерации мышц по сравнению с необработанными грызунами.