Магнітне поле покрутило бактерії і допомогло їм проникнути в пухлини

Швейцарські дослідники ефективно спрямували бактерій із кровоносного русла до ракових пухлин у мишей. Використання обертального магнітного поля в місці пухлини допомогло бактеріям проникнути крізь кровоносні судини до злоякісних клітин. Таким чином, використання бактерій із протираковими властивостями або навантаження їх протираковими препаратами може посприяти дієвішому лікуванню пухлин.

Як бактерії можуть допомогти лікувати рак?

Колись у майбутньому роботи активно використовуватимуться для лікування таких важких зараз хвороб як рак. Про це свідчать досягнення сучасних науковців у галузі. Вчені зі Швейцарської вищої технічної школи Цюриха, наприклад, розвивають ідею використання в медицині біогібридних мікророботів у вигляді бактерій, що поєднують у собі природні й синтетичні компоненти. Оскільки низка бактерій мають потенціал до пригнічення пухлин, їхнє прицільне доставлення до ураженого органу через роботизацію може посприяти ефективності та безпечності такого лікування, тим паче якщо їх додатково навантажити протираковими препаратами. У новій роботі автори зосередилися на можливостях магнітного спрямування мікроскопічних помічників всередині живого організму.

Як керувати бактеріями магнітами?

Щоб бактеріями можна було керувати за допомогою зовнішнього магнітного поля, вони повинні реагувати на нього. Це може бути з причини їхньої природної магнетотактичності або ж їхнім збагаченням магнітними матеріалами. У цьому дослідженні науковці використали штам бактерії Magnetospirillum magneticum, яка є магнетотактичною по своїй природі, зі здатністю переносити ліпосоми — ліпідні бульбашки, які можна навантажити протираковими ліками.

Мікробів легко можна ввести в організм внутрішньовенною ін'єкцією, але щоб вони досягли важкодоступних пухлин, їм треба вийти з крові у правильному місці. Їм складно це зробити ще й через те, що стінки судин мають щільно упаковані клітини, між якими лише іноді з'являється достатньо широкий для проходження бактерії проміжок. Вчені розв'язали цю проблему використанням обертального магнітного поля.

На відміну від статичного, яке лише вказує бактеріям напрямок руху, а сам рух вони здійснюють самостійно, обертальне магнітне поле змушує мікробів постійно крутитися. Тому вдесятеро прискорюється їхнє пересування, а до того ж, просуваючися стінкою судини, збільшується їхня ймовірність втрапити й протиснутися у достатньо широку щілину між клітинами судини і вийти з неї до пухлини. А вже по самих злоякісних тканинах бактерії можуть поширюватися власними силами.

Як працює задум на практиці?

Після успішних випробувань у пробірках з культурами людських клітин і тканин, вчені випробували підхід на лабораторних мишах із людськими пухлинами раку молочної залози. Розташувавши тварин таким чином, щоб пухлини позиціювалися в межах дії генератора магнітного поля, вчені протягом години притягували магнітних мікророботів до злоякісних тканин. Після цього мишей повернули до кліток, а через добу обстежили внутрішні органи та пухлини.

Години магнітного впливу виявилося достатньо, щоб бактерії проникнули до раку. Їхня кількість у пухлинах була у понад два рази більшою, ніж у тварин, що їх не піддавали впливу магнітного поля. Таким чином, вони можуть ефективно накопичуватися і доставляти до пухлин протиракові препарати.

Тож автори вважають, що бактерії ще не розкрили свій повний потенціал до лікування раку. І не обов'язково використовувати Magnetospirillum magneticum. Замість них можуть бути більш звичні й ефективніші проти раку штами, як-от кишкової палички, штучно наділені магнітотактичністю.

ДЖЕРЕЛО