Ученые из MIT (Массачусетского технологического института) сообщили о создании нового типа сенсоров на основе углеродных нанотрубок, внедренных в живую клетку. В результате создания уникального нанодатчика становится возможным распознавание различных видов молекул антираковых лекарственных препаратов и веществ, способных повреждать ДНК.

Работа опубликована в интернет-версии журнала Nature Nanotechnology (Daniel A. Heller, Hong Jin, Brittany M. Martinez, Dhaval Patel, Brigid M. Miller, Tsun-Kwan Yeung, Prakrit V. Jena, Claudia Hаbartner, Taekjip Ha, Scott K. Silverman, Michael S. Strano. Multimodal optical sensing and analyte specificity using single-walled carbon nanotubes, – Nature Nanotechnology (), doi: 10.1038/nnano.2008.369, Letter). В комментарии к публикации научный руководитель группы адъюнкт-профессор Майкл Страно (Michael Strano) отметил, что фактически разработан датчик, который размещается непосредственно в живых клетках, и с его помощью можно зарегистрировать несколько различных классов молекул, повреждающих ДНК.

Клетка перед добавлением перекиси водорода (изображение из лаборатории Майкла Страно)

Клетка после добавления перекиси водорода. Хорошо видно изменение характера свечения (изображение из лаборатории Майкла Страно)

Новая технология основана на известном свойстве углеродных нанотрубок: они флуоресцируют в ИК-излучении. Поскольку датчики «обернуты» молекулами ДНК, они не представляют опасности для тканей человека. Внутри пораженной клетки происходит взаимодействие веществ, разрушающих ДНК, с внешней оболочкой сенсора. В результате этого взаимодействия изменяются интенсивность или длина волны испускаемого нанотрубкой излучения. По характеру изменения надежно идентифицируются различные вредоносные соединения.

В первую очередь, как считают исследователи, открытие должно заинтересовать онкологов: многие химиотерапевтические препараты наносят серьезный ущерб молекулам ДНК и вызывают различные побочные явления. По словам одного из соавторов работы – Дэниэла Хеллера (Daniel Heller), новые сенсоры позволяют определить, выполняет ли такой препарат свою функцию, а также выяснить его точное местоположение.

В будущем исследователи планируют разработать способы повышения эффективности химиотерапевтических процедур и приступить к изучению влияния на клетки различных антиоксидантов (к примеру, соединений, содержащихся в зеленом чае).

Исследования были профинансированы Национальным Научным Фондом США.

Евгений Биргер