Ученые Создают Полуживые Клетки-“Киборги” Которые Могут Изменить Медицину

С помощью сложного химического процесса ученые смогли разработать универсальные синтетические клетки-киборги в лаборатории. Они обладают многими характеристиками живых клеток, но при этом лишены способности делиться и расти.

Эта часть, не связанная с репликацией, важна. Чтобы искусственные клетки были полезными, их необходимо тщательно контролировать, а это не может произойти так легко, если они размножаются тем же способом, что и настоящие клетки.

Исследователи, стоящие за новой разработкой, считают, что у этих киборгов может быть огромное разнообразие применений, от улучшения методов лечения таких заболеваний, как рак, до очистки от загрязнений с помощью целенаправленных химических процессов.

«Клетки-киборга программируются, не делятся, сохраняют необходимую клеточную активность и приобретают неродственные способности», – говорит инженер-биомедицин Чименг Тан из Калифорнийского университета в Дэвисе.

Клеточная инженерия в настоящее время основана на двух ключевых подходах: генетической реконструкции существующих клеток для придания им новых функций (более гибких, но также способных к размножению) и создании синтетических клеток с нуля (которые не могут размножаться, но имеют ограниченные биологические функции).

Эти клетки-киборги являются результатом новой, третьей стратегии. Исследователи взяли за основу бактериальные клетки и добавили элементы из искусственного полимера. Оказавшись внутри клетки, полимер подвергался воздействию ультрафиолетового света, чтобы встроить его в гидрогелевую матрицу путем сшивания, имитирующего естественный внеклеточный матрикс.

Будучи способными поддерживать большую часть своих нормальных биологических функций, эти клетки–киборги оказались более устойчивыми к таким стрессорам, как высокий уровень рН и воздействие антибиотиков – стрессорам, которые могли бы убить нормальные клетки. Как и настоящие киборги, они круты.

«Клетки-киборги сохраняют основные функции, включая клеточный метаболизм, подвижность, синтез белка и совместимость с генетическими схемами», – пишут исследователи в своей опубликованной статье.

«Клетки–киборги сохраняют важные функции, лабораторные тесты на образцах тканей показали, что недавно разработанные клетки способны проникать в раковые клетки, подчеркивая потенциал этих модифицированных биологических строительных блоков для дальнейшего лечения – однажды их можно будет использовать для доставки лекарств в очень специфические части тела. В том числе клеточный метаболизм, подвижность, синтез белка и совместимость с генетическими схемами», – пишут исследователи в своей опубликованной статье.

До этого еще далеко, какими бы многообещающими ни были эти ранние результаты. Исследователи говорят, что теперь они хотят поэкспериментировать с использованием различных материалов для создания этих клеток, а также исследовать, как их можно было бы использовать.

Также неясно, что именно мешает клеткам размножаться, что необходимо определить. Авторы полагают, что гидрогелевая матрица может остановить деление клеток, подавляя рост клеток или репликацию ДНК, или и то, и другое.

Продемонстрированное здесь смешение естественного и искусственного в некотором роде вбирает в себя лучшие элементы того и другого, открывая новые возможности – состояние “квазивиты” или “почти жизни”, как выразились исследователи.

«Мы заинтересованы в биоэтике применения клеток-киборгов, поскольку они представляют собой биоматериалы клеточного происхождения, которые не являются ни клетками, ни материалами», – говорит Тан.

Источник новости Advanced Science