Специалисты из британского Университета Данди обнаружили, что под действием крутящего магнитного поля углеродные нанотрубки формируют вращающиеся пучки, вворачивающиеся в клеточные мембраны. Это позволяет создавать большие поры в клеточных мембранах злокачественных клеток либо с целью их прямого уничтожения, либо для доставки лекарственных веществ прямо во внутриклеточное пространство.

Углеродные нанотрубки всегда ориентируются строго параллельно направлению внешнего магнитного поля. Для изучения их поведения в условиях крутящего поля исследователи воспользовались методом электронной микроскопии.

Это позволило воочию наблюдать формирование вращающихся пучков, состоящих из индивидуальных нанотрубок.

Поскольку другой интересной и очень важной особенностью нанотрубок является их способность проникать сквозь клеточные мембраны, авторы работы решили исследовать характер взаимодействия вращающихся трубок с клетками. Для этого покрытые биосовместимым полимером нанотрубки были помещены в культуру клеток рака молочной железы вместе с флюоресцирующим красителем. Смесь была разделена на три части, которые на двадцать минут вносили в крутящее магнитное поле с показателями индукции в 20, 40 и 75 мТл.

Рис. 1. Слева — исходная раковая клетка; справа — та же клетка после воздействия на неё нанотрубок в крутящем поле (микрофото ACS).

Получилось следующее: чем выше значение индукции внешнего крутящего магнитного поля, тем больше флюоресцентного красителя проникает в клетки.

При суточном воздействии поля с магнитной индукцией в 75 мТл погибло около трети клеток (в остальных случаях массовой гибели не наблюдалось). Изучение клеток методом атомно-силовой микроскопии показало, что воздействие на них нанотрубок, находящихся под влиянием крутящего магнитного поля, приводит к формированию большого количества поверхностных нерегулярностей.

Учёные полагают, что

в поле с индукцией 40 мТл нанотрубки буквально просверливают поры в клеточных мембранах, которые тем не менее быстро закрываются (не допуская протекания), что приводит к образованию в среднем более проницаемых клеток, но в целом не вызывает их гибели.

С другой стороны, в условиях более сильного поля нанотрубки способны создавать ещё более крупные поры, которые могут стать причиной гибели злокачественных клеток.

Рассказ об исследовании появился в журнале Nano Letters.