Силициевите чипове с форма на звезда причиняват механична повреда в раковите клетки

Сподели

Областта на наномедицината напредва бързо и през последните години отвори всякакви вълнуващи възможности, като учените показват как малките частици могат да бъдат използвани за доставяне на лекарства, борба с възпалението и предотвратяване на инфаркти. Ново проучване показа как те могат да се използват като вид механично лекарство вътре в клетките, за да нарушат функцията и да причинят смъртта им, което може да се използва за насочване на рак, като същевременно оставя здравите клетки невредими.

Откритието е дело на учени от Испанския национален изследователски съвет, които се заеха да разберат по-добре начина, по който механичните сигнали могат да определят съдбата на отделните клетки. Цитоскелетът, който придава на клетките тяхната форма и структура, се комбинира с мембраната, за да образува механична система, която може да промени функцията на клетката, когато е подложена на физически сили.

Някои терапевтични средства, като химиотерапевтичното лекарство паклитаксел, са предназначени да насочват и променят тази механична функция и да стимулират клетъчната смърт. По-доброто разбиране на тези деликатни системи може да отвори още повече възможности, когато става въпрос за диктуване на функцията на определени клетки, и да доведе до целенасочени и силно мощни терапии, които унищожават раковите клетки отвътре.

За да проучат тези възможности, изследователите проектираха вид силициев наночип, който да дестабилизира клетъчната механика по време на вид клетъчно деление, наречено митоза.

„Устройствата могат да бъдат проектирани с висок контрол на техните форми и размери в мащаб от микрони и нанометри“, обясни координаторът на проекта Хосе Антонио Плаза. „По-конкретно, произведените устройства са с форма на звезда, с диаметър 22 микрометра и дебелина от 50 до 500 нанометра. Изработени са от силиций и звездообразната им геометрия наподобява мрежа от нановлакна.“

Работейки с клетки от рак на шийката на матката в лабораторията, учените ги инкубираха заедно с техните звездовидни чипове и откриха, че са включени в клетката с висока скорост, „обикновено чрез улавяне на проксималното рамо на звездата“. Около 90 процента от клетките, които са интернализирали устройствата, показват отличителни белези на променени клетъчни цикли, като около половината се наблюдава забавено или блокирано клетъчно делене. „Това предполага, че клетъчната смърт е пряка последица от интернализацията на звездното устройство и по-често последващ MACC (механично променен клетъчен цикъл)“, пише екипът в своя документ.

„Предотвратяването на клетъчното делене или забавянето му чрез механично препятствие може да причини клетъчна смърт и може да бъде от ключово значение в бъдещите медицински лечения“, каза авторът на изследването Тереза ​​Суарес. „Нашите изследвания показват, че тези инструменти могат да бъдат иновативна отправна точка за изучаване на различни заболявания, като рака.

Експериментирайки с чипове с различни дебелини, форми, размери и твърдост, екипът също така успя да покаже как промените в дизайна могат да доведат до различни резултати. Например, тези, оформени като по-големи дискове, не се поемат толкова лесно от клетките, но дълбоко променят клетъчния цикъл и предизвикват смърт при висок процент от клетките, когато са проникнали вътре. По този начин малките чипове служат не само като потенциално оръжие срещу рак и болести, но и като нова платформа за изучаване на клетъчната механика.

„Капацитетът за производство на милиони силициеви чипове със строго точен размер и форма ще позволи проектирането на нови инструменти, които ще улеснят изследването на клетъчната механика от иновативни гледни точки, както и ще допринесат за познаването на вътреклетъчните процеси“, добавя авторът на изследването. Мария Изабел Архона.

Изследването е публикувано в списанието Усъвършенствани материали.

Източник: Испански национален изследователски съвет



Публикациите се превеждат автоматично с google translate


Сподели