МОСКВА, 5 мая. /ТАСС/. Исследователи из Швейцарии разработали магнитные наночастицы с покрытием из биополимеров, позволяющие избирательным образом "включать" или "выключать" определенные гены в живых клетках при помощи низкочастотных магнитных полей. Такие структуры биологи успешно применили для регулирования уровня инсулина в организме мышей, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Nanotechnology.
"Мы разработали клеточный интерфейс на базе наночастиц, который позволяет беспроводным образом управлять работой генов через манипуляции с концентрацией оксидантов в клетках на безопасном для их существования уровне. Для демонстрации работы этой технологии мы создали культуру клеток, производящих инсулин при поступлении магнитного "сигнала", и нормализовали с их помощью метаболизм мышей с диабетом первого типа", - говорится в исследовании.
Технология была разработана группой молекулярных биологов под руководством профессора Швейцарской высшей технической школы (ETH) Мартина Фуссенеггера. Его научная команда уже несколько десятилетий работает над созданием методов, позволяющих избирательным образом активировать генную терапию или отдельные участки ДНК в клетках животных и людей для лечения болезней или решения других задач.
Большинство существующих технологий такого рода требует внедрения в организм подопытного или пациента набора электродов или световодов, при помощи которых производится точечная активация изучаемых генов. Недавно швейцарские исследователи обнаружили, что аналогичные манипуляции можно осуществлять полностью неинвазивным и беспроводным образом при помощи наночастиц, вырабатывающих оксиданты под воздействием магнитных полей.
Молекулы этих соединений служат сигналом, который активирует модифицированную версию клеточной системы NRF2, изначально отвечавшей за нейтрализацию оксидантов. Исследователи модифицировали ее таким образом, что "включение" NRF2 также заставляет клетку активно "считывать" некоторые участки ДНК и производить закодированные в них белки. Это позволяет гибким образом управлять их активностью и повышать или понижать ее при необходимости.
Для демонстрации этого исследователи встроили наночастицы в культуру клеток, производящих инсулин по магнитному сигналу, и ввели их в организм мышей с диабетом первого типа. Имплантация капсул с подобными клетками в тело грызунов и их последующая магнитная стимуляция нормализовали уровень глюкозы в кровотоке животных в состоянии покоя и при приеме пищи, что наглядно продемонстрировало возможность практического применения данной технологии, подытожили эксперты.