Исследователи из Университета Калифорнии (Сан Диего) получили самодвижущиеся ракеты-микротрубки, способные обнаруживать и захватывать раковые клетки в образцах крови.

Исследователи отмечают, что такие «микроракеты» могут служить эффективными инструментами для диагностики. При этом для исследуемых образцов крови не требуется трудоемкая и длительная предварительная подготовка образцов к анализу, обычно необходимая для анализа крови другими методами микродиагностики. Руководитель проекта Джозеф Вонг (Joseph Wang) отмечает, что в его группе впервые получены свидетельства в пользу того, что ракеты-микротрубки могут двигаться в биологических жидкостях.

Микроракеты движутся за счет топлива – пероксида водорода, который добавляют к биологическому образцу. Платина, содержащаяся внутри трубки, катализирует разложение пероксида водорода на воду и кислород, что обеспечивает движение конической трубки благодаря тому, что газообразный кислород выходит через уширенный конец трубки. Слой железа между внутренним слоем платины и внешним слоем золота позволяет управлять движением микроракет с помощью магнитного поля.

Рис. 1. Перемещаясь в биологическом образце,
функционализированная микроракета может
связывать раковые клетки. (Рисунок из Angew. Chem.,
Int. Ed., 2011; doi: 10.1002/anie.201100115).

Исследователи добились специфичности микроракет по отношению к раковым клеткам за счет модификации их золотой поверхности антителами к белкам, обычно присутствующих в раковых клетках некоторых типах – благодаря высокой селективности микроракеты не могут связываться со здоровыми клетками.

Подобный дизайн микроботов был впервые предложен Самюэлем Санчесом (Samuel Sanchez) из Института Твердого Тела и Исследования Материалов им. Лейбница (Дрезден, Германия), и исследователь заявляет, что он рад успехам другой исследовательской группы в развитии концепции.

Исследователи из Калифорнии протестировали работу микротрубок как в солевом растворе, так и в сыворотке крови человека. Работая в сыворотке крови, микроракеты могли захватывать клетки рака поджелудочной железы, при этом не теряя способность к перемещению, двигаясь и со своей «полезной нагрузкой» лишь с небольшой потерей в скорости. Санчес подчеркивает, что такие результаты как нельзя лучше демонстрируют возможность применения таких самоходных устройств микродиагностики в биомедицине.

Вонг предполагает, что в будущем с помощью подобных наносистем можно будет проводить диагностику рака очень просто – добавить к образцу крови пероксид водорода, с помощью магнитного поля обеспечить несколько проходов микроракеты по жидкости, а затем изучить микроракеты с помощью оптического микроскопа на предмет захваченных ими раковых клеток.