Учёные из Цюриха представили биогибридный микроробот NPCbot, который объединяет живые нейральные прогениторные клетки из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток и специально спроектированные магнитоэлектрические наночастицы. Частицы имеют двухслойную конструкцию: внутренний магниточувствительный слой реагирует на внешнее магнитное поле, а внешний слой преобразует эту реакцию в локальные электрические импульсы, непосредственно стимулирующие transplanted клетки. Такая схема устраняет необходимость в имплантированных электродах и кабелях и делает терапию более точной и минимально инвазивной.
Производство NPCbot ведут на мини-лабораториях на чипе площадью около 1 см²: клетки помещают в центр резервуара, вводят наночастицы и ждут связывания около 30 минут; один микроробот имеет размер примерно 6 микрометров. Для исследований in vitro требуются сотни тысяч микророботов, а для опытов на животных — несколько миллионов; масштабирование достигают параллельным запуском нескольких систем.
В опытах микророботов вводили в зону травмы у личинок зебровой рыбки и у мышей. Через три дня у рыб восстановились почти нормальные плавательные и исследовательские рефлексы. У мышей с полностью перерезанным спинным мозгом через 28 дней зафиксировали повторное соединение нервных волокон в месте травмы и улучшение походки, длины шага, координации и исследовательского поведения; лечение хорошо переносилось, без выявленных побочных эффектов или иммунных реакций.
Наночастицы покрыты титанатом бария, что делает их относительно стабильными и мало реактивными, однако дальнейшие исследования должны выяснить сроки их разложения и выведения. Перед клиническими испытаниями необходимо определить, какие магнитные поля подходят людям и как долго должна длиться стимуляция. Авторы отмечают, что воспроизводимое производство lab-on-chip потенциально можно адаптировать для кардиологии, онкологии, заживления ран и других регенеративных терапий.
Сложные слова
- биогибридный — состоящий из живых и искусственных частей
- прогениторный — предшествующий зрелым клеткам, дающий новые клеткипрогениторные
- плюрипотентный — способный стать разными типами клетокплюрипотентных
- магнитоэлектрический — создающий электрический отклик под магнитным полеммагнитоэлектрические
- наночастица — очень маленькая частица на наноуровнеНаночастицы
- минимально инвазивный — с меньшим повреждением тканей и органовминимально инвазивной
- масштабирование — увеличение объёма производства или операций
Подсказка: наведите, сфокусируйтесь или нажмите на выделенные слова, чтобы увидеть краткие определения прямо во время чтения или прослушивания.
Вопросы для обсуждения
- Какие преимущества и ограничения у подхода с NPCbot по сравнению с традиционными имплантатами?
- Какие дополнительные исследования, по тексту, необходимо провести перед клиническими испытаниями?
- Как, по вашему мнению, можно адаптировать производство lab-on-chip для других областей медицины?
Похожие статьи
В лаборатории вырастили эластичный ушной хрящ
Швейцарские учёные воссоздали в лаборатории эластичный хрящ ушной раковины из клеток человека. Конструкции показали свойства, близкие к натуральной ткани, и сохраняли форму в животной модели; дальше нужны клинические испытания и одобрение.
