Команда исследователей из Гарвардской медицинской школы в Бостоне (Harvard Medical School) теперь использует свет для лечения диабета. Правда, новый тип имплантата, разработанный учёными, пока спасает лишь мышей, но возможно, что однажды он будет усовершенствован для лечения заболеваний и контроля уровня токсинов у человека.

«В процессе имплантации под кожу внедряется прозрачный гель, который содержит генетически модифицированные светочувствительные клетки, – комментирует ведущий автор исследования Мюнхан Чой (Myunghwan Choi). – Свет сам по себе – прекрасный инструмент для взаимодействия с биологическими системами, но всегда остаётся одна фундаментальная проблема. Он рассеивается при попадании в ткани. Причём происходит это уже на небольшой глубине, сразу под кожей».

Рис. 1. Клетки, внедрённые в гидрогель имплантата, в представлении художника (иллюстрация Harvard Bio-Optics Lab).

Чой и его коллеги разработали имплантируемый гель, который может помочь решить эту проблему, направляя свет прямо под кожу мыши.

Как правило, гидрогели состоят из воды, биополимеров и клеточных сред или биоинженерных клеток. В экспериментах команда добавляла в гель различные типы генетически модифицированных клеток.

Для помощи страдающим диабетом мышам команда использовала волоконно-оптический кабель, подключенный к голове. Свет стимулировал образование клетками соединения, стимулировавшего выработку инсулина и стабилизирующего уровень глюкозы в крови.

Отдельно команда продемонстрировала, что с помощью светочувствительного гидрогеля можно «контролировать» отравление кадмием. Флуоресцирующие клетки указывают, когда

мышь начинает страдать от токсина, ещё не достигшего опасных концентраций.

Рис. 2. Одной из главных эстетических проблем использования нового геля остаётся торчащий из головы пациента кабель.

Пока разработки чудодейственного имплантата находятся на стадии прототипа.

Конечной целью исследований является сокращение количества повторных инъекций инсулина и постоянных анализов крови, необходимых больным диабетом. Пока, правда, альтернативный метод лечения несколько настораживает. Поди выбери, что лучше: постоянные анализы или торчащий из головы кабель?

Впрочем, Чой и его команда надеются разработать что-то более удобное для пользователей.

«Например, мы думаем о добавлении микро-светодиода с мощным беспроводным приёмником», – рассказывает учёный.

Так как генетически модифицированные клетки были разработаны для многофункционального применения – начиная от лечения рака и заканчивая профилактикой подагры – возможно, что имплантируемый гидрогель в дальнейшем может быть использован для решения совершенно разных и многочисленных биологических и клинических задач.

Рис. 3. Схема работы гидрогеля и внедрённых в него клеток. Свет позволяет напрямую общаться и управлять клетками (иллюстрация Harvard Bio-Optics Lab).

Подробнее об исследовании рассказывает статья, вышедшая в научном журнале Nature Photonics.