Электроника в медицине уже давно была ключом к мониторингу, диагностированию и предсказанию заболеваний. Однако, в прошедшем году было показано, что электромагнитные поля излечивают рак у крыс, а в этом году установили, что магнитное поле уменьшает воспалительные процессы после ранений.

И вот инженеры-биомедики Детского госпиталя (Children's Hospital, Бостон), работая совместно с физиками Гарвардского университета (Harvard University), продемонстрировали наночастицы, которые могут связываться с той же ячейкой рецептора, как это делают лекарства, и привести к тому же эффекту в присутствии магнитного поля, но уже без побочных последствий, возможных в фармацевтике.

«Мы запрягли биологическую систему управления. Мы можем ею управлять с помощью магнитных полей» – говорит Дон Ингбер (Don Ingber), специалист по биологии сосудов в Детском госпитале, в котором по совместительству работают физики Гарвардского университета. В исследованиях также принимали участие исследователи биоинженерного факультета Калифорнийского университета в Беркли (University of California at Berkeley). Специалисты по инвазивной терапии отметили, что магнетизм участвует в управлении биологическими процессами, обычно контролируемыми гормонами. Новая наука, названная изобретателями нанобиотехнологией, изучает возможность управлять биологическими процессами на клеточном уровне с помощью наномагнитов. До сих пор это было возможно только фармацефтически при почти неизменном появлении отрицательных побочных эффектов.

Наночастицы, используемые в исследованиях, имели диаметр 30 нм с сердечником в 5нм и были покрыты антигенами, которые могли связаться только с ячейками-рецепторами, имеющими особые антитела. Наночастицы не проявляют себя, пока не будут активированы внешним магнитным полем, которое побуждает их собираться в кластер, как бы иммитируя лекарственный эффект и тем самым запуская каскад биохимических сигналов внутри клетки. Специфичные эффекты позволяют вскрывать в клетках поры, через которые внутрь проникает кальций и вызывает сигнал, распространяющийся дальше по нерву.

Ученые намерены использовать этот метод для контроля над физиологическими процессами, такими как ритм сердца и другие мышечные сокращения. Так как металлические наночастицы парамагнитны, они могут быть намагничены или размагничены снова и снова, позволяя их использовать взамен сегодняшнего имплантируемого электронного стимулятора сердца. Далее ученые планируют подключать отдельные ячейки к внешним инструментам, чтобы посредством внешнего магнитного поля отслеживать и запускать сложные биологические процессы без физического контакта с субъектом. Например, диабетик мог бы запустить производство инсулина в своем теле магнитной стимуляцией своих собственных желез вместо укола инсулина.

Военные заинтересованы в использовании нанобиотехнологии для автоматического запуска производства антидотов в теле солдат, когда они попадают в зону токсичного или инфекционного поражения. Соответствующие исследования финансируются Агентством перспективных оборонных исследований ( DARPA) и Министерством обороны США.

С.Т.К.