07.07.2010
На фото: Исследования с магнитными наночастицами помогут лечить болезни, на расстоянии управляя протеинами или клетками. (Credit: Image courtesy of University at Buffalo).
Физики из Университета Буффало (США) разработали способ на расстоянии управлять поведением ионных каналов клетки. Для этого они используют магнитные наночастицы, которые нагревают в клеточных мембранах с помощью магнитного поля, рассказывают ученые в журнале Nature Nanotechnology.
«Разработка метода, который позволяет нам использовать магнитные поля для стимуляции клеток как in vitro, так и in vivo, поможет разобраться в сигнальных системах, которые контролируют поведение животных», - считает руководитель исследования Арнд Пралле (Arnd Pralle) из Буффало.
Ученые показывают, что при нагреве магнитных наночастиц с помощью радиочастотного магнитного поля и ионных каналов биологический потенциал активируется без видимого токсического эффекта. Частицы размером в шесть нанометров легко проходят между клетками. Магнитное поле сравнимо с тем, которое используют для получения изображений магнитного резонанса. Наш метод позволяет нагревать только клеточную мембрану, мы не хотим убивать клетку - в ней температура не изменяется, объясняет Пралле.
Это позволило ученым манипулировать движением нематод (C. elegans). Они направляли наночастицы в те места, где должен быть рот у червей. На видео фрагменте (
http://www.youtube.com/watch?v=u9MqrLcLaCk) заметно, как черви двигаются беспорядочно, но как только включается магнитное поле, нагревающее наночастицы до 34 градусов Цельсия, большинство червей меняет направление движения. Мы можем использовать это метод, чтобы заставлять их двигаться вперед и назад, и теперь надо выяснить, какие еще есть возможности, чтобы управлять этим движением, рассказывает Пралле. Очевидно, этот подход можно адаптировать к изучению разных животных и использованию новых лекарств, считает ученый.
Несмотря на то, что сведений о теплопроводности тканей на наноуровне пока недостаточно, ученые разработали средство для нагрева и измерения температуры наночастиц. Это флуоресцентная проба-зонд или молекулярный нанотермометр-флуорофор, который показывает, что наночастицы нагреваются до 34 градусов Цельсия.
Метод позволяет активировать клетки на большой площади указывает, поэтому он должен работать внутри большого организма, считает ученый.
Когда-нибудь ученые смогут на расстоянии стимулировать клетки для лечения рака или диабета.
Heng Huang, Savas Delikanli, Hao Zeng, Denise M. Ferkey, Arnd Pralle. Remote control of ion channels and neurons through magnetic-field heating of nanoparticles. Nature Nanotechnology, 2010; DOI: 10.1038/nnano.2010.125
http://www.buffalo.edu/news/11518
