Введение бактерий в кровоток может показаться рискованным. На самом деле, бактерии, двигающиеся с помощью крутящегося хвоста (или жгутика), могут использоваться для передачи сообщений между наноботами, борющимися с раком.

Мария Грегори (Maria Gregori) и Игнасио Ллацер (Ignacio Llatser) из Политехнического университета Каталонии в Барселоне (Испания) представили, что наноботы, присутствующие в организме, чувствуют и борются с раковыми клетками, выделяя соответствующие лекарства. Но один нанобот с опухолью не справится, необходим способ коммуникаций между устройствами, чтобы они могли собраться вокруг цели.

Радиосигналы не будут передаваться через жидкость, а химические формы коммуникаций с использованием феромонов или ионов кальция работают только на больших или микроскопических дистанциях. Сегодня не существует надежного способа передать информацию на расстоянии нескольких миллиметров (это расстояние между кровеносными сосудами).

Для отправки информации ученые решили использовать жгутиковые бактерии, например, непатогенный штамм кишечной палочки (E. coli). Основная идея в том, чтобы кодировать сообщение в последовательности ДНК, находящейся в цитоплазме бактерии. Бактерия, находясь в наноботе, записывает необходимую информацию. При встрече нанобота с опухолью, он выпускает соответственно закодированные бактерии, которые, привлеченные питательными веществами, направляются к другим наноботам. Добравшись до места, закодированная ДНК-последовательность связывается с химическими рецепторами, и ее сообщение о том, где нужно собираться для выделения лекарств, достигает адресата.

С помощью компьютерного моделирования ученые выяснили, что жгутиковой бактерии понадобится около 6 минут, чтобы пройти расстояние в 1 миллиметр от передающего к принимающему информацию наноботу. Схема кодирования, которую они использовали, позволила закодировать до 300 тысяч пар оснований ДНК, что равно 600 килобитам информации.

Пропускная способность канала составила 1,7 килобит в секунду. Это не много, но для медицинских применений, которые мы имели в виду, это достаточно быстро», – говорит Ллацер.

Однако некоторые коллеги требуют более явных доказательств:

Все это результаты моделирования, где возможно все», – говорит Андрей Адамацкий (Andrew Adamatzky) из Университета Западной Англии в Бристоле (Великобритания).

Как и барселонская команда, Адамацкий использует биологию для моделирования сетей. В частности, он изучает, как можно использовать слизевиков для планирования маршрутов, также он прославился тем, что «перерисовал» дорожную сеть Великобритании и Мексики с помощью слизистой плесени (Physarum polycephalum).

Хотя результаты моделирования выглядят удачными, только экспериментальное подтверждение убедит меня, что их технология работает», – говорит Адамацкий.

По материалам: