Разработана революционная технология для медицины будущего — регенерация тканей и лечение болезней
Световые импульсы могут программировать живые клетки — это открытие перевернет медицину.
Эксперты из Массачусетского технологического института (MIT) совершили важный шаг в контроле над живыми клетками, используя световые импульсы для изменения их структуры.
В ходе экспериментов с клетками иглокожих, включая морских звезд, исследователи добились трансформации биологических структур: от сжатия и растяжения до формирования геометрически правильных форм, таких как квадраты. Фактами исследователи поделились в научной работе для журнала Nature Physics.
Главным элементом технологии стал фермент GEF, отвечающий за активацию внутриклеточных процессов, регулирующих подвижность и сокращение. Ученые модифицировали этот белок, наделив его чувствительностью к свету. Интегрировав фотоактивную версию GEF в клеточную мембрану, биологи направленно воздействовали лазерными импульсами на отдельные участки, провоцируя контролируемые деформации.
Изменяя частоту, интенсивность и локализацию освещения, команда вызывала как точечные сокращения, так и масштабные волнообразные движения. Любопытно, что однократное воздействие в конкретной точке запускало цепную реакцию, приводящую к самостоятельной перестройке клетки без дополнительных стимулов. Это явление открывает возможности для автономной коррекции клеточных функций после начального сигнала.
Технология обещает трансформировать регенеративную медицину. Одно из потенциальных применений – создание «умных» клеточных пластырей, активируемых светом для ускорения регенерации тканей. Например, такие структуры могли бы динамично сокращаться, стягивая края ран или ожогов. Другое направление – создание целевых систем доставки лекарств, где препараты высвобождаются исключительно в зоне, отмеченной световым сигналом, минимизируя побочные эффекты.
На текущем этапе ученые фокусируются на адаптации метода к человеческим клеткам. Также они изучают, как оптическое управление способно влиять на межклеточные коммуникации, что актуально для лечения онкологических болезней и нейродегенеративных расстройств. В долгосрочной перспективе это, вероятно, приведет к созданию биоинженерных органов с программируемыми функциями, способных адаптироваться под потребности организма.
Полезно знать: возраст древнейших ископаемых клеток составляет около 3,49 млрд лет.
