25.05.2024
Подписывайтесь на Telegram-канал по ссылке

Микророботы научились захватывать повреждённые клетки

Hybrid micro robot for cells

Исследователи Тель-Авивского университета разработали микроробота, который умеет ориентироваться в окружающей среде и отличать повреждённые клетки от здоровых. Микророботы, или нано- и микромоторы, — это устройства микроскопического размера, способные транспортировать лекарства по кровеносным сосудам, перемещать клетки и даже редактировать гены. Исследование было опубликовано в журнале Advanced Science.

Ещё в 2022 году учёные из Физического института им. П.Н. Лебедева занимались разработкой нового магнитного материала, который сможет транспортировать лекарства и клетки. Однако израильские учёные смогли изобрести микроробота, работающего с помощью двух механизмов: электрического и магнитного. Это является важнейшей разработкой, так как до этого в микромоторах действовал один из двух механизмов управления. Помимо клеток с повреждениями микроробот может транспортировать повреждённую клетку для анализа. Также микроробот способен транспортировать лекарственные средства или гены.

Учёные поясняют, что эти роботы – это искусственно созданные частицы, размер которых составляет одну биологическую клетку. Их функции заключаются в основном в перемещении и выполнении различных действий. Одна из этих функций – сбор синтетического и биологического материала. Исследователи говорят, что движение микророботов похоже на движение бактерий и сперматозоидов.

Для демонстрации возможностей микророботов учёные использовали «подопытного» для захвата отдельных клеток крови и раковых клеток, а также бактерий. Было показано, что они могут различить клетки разных уровней жизнеспособности (здоровые клетки, повреждённые клетки и умирающие клетки). Микроробот «узнаёт» нужную ячейку, затем захватывает и перемещает её для дополнительного анализа. Также ещё одной важной способностью микроробота является идентификация «непомеченных» клеток. Он определяет тип этой клетки и её состояние с помощью сенсорного механизма.

Исследователи заявляют, что эта инновационная разработка продвигает технологию в двух основных аспектах: гибридной установки и навигации с помощью двух механизмов. Помимо всего, роботы способны «узнавать» и захватывать отдельные ячейки для локальных тестов или извлекать и перемещать их к внешним приборам для дополнительных исследований. Опыты проводились на био-образцах в лаборатории in vitro, но в будущем планируется разработка микромоторов, способных работать внутри организма, например, для внедрения лекарств.

Учёные объясняют, что микророботы, работающие до этого на основе электрического механизма, были неэффективны в особых условиях с высокой электропроводностью (в физиологической среде). И именно магнитный механизм в сочетании с электрическим делают новых микророботов эффективнее независимо от электропроводности окружающей среды.

Как заявляют исследователи, они разработали инновационного микроробота с важными возможностями, которые вносят значительный вклад в эту область: гибридное движение и навигация с помощью комбинации электрического и магнитного полей, а также способность идентифицировать, захватывать и транспортировать отдельную клетку с места на место в физиологическом режиме. Эти возможности актуальны для широкого спектра применений, а также для исследований. Помимо того, что новая технология стала прорывом в области биологии — она будет развиваться в медицинской диагностике на уровне отдельной клетки, введении лекарств или генов, в области генетического редактирования и во многих других смежных областях.