Искусственные клеточные структуры для борьбы с бактериями

Редакция: Михаил Гусев
Оформление: Cornu Ammonis
Перевод: Илья Никитин

Искусственные «Лего-клетки», способные бороться с бактериями, созданы учеными из отдела биомедицинской инженерии Калифорнийского Университета в Дэйвисе. Доклад с результатами работы был опубликован в журнале ACS Applied Materials and Interfaces 29 августа.

«Мы сконструировали искусственные “клетки”, соединив их детали, как кубики Лего, чтобы уничтожать бактерии»,- пояснил руководитель проекта, ассистент-профессор Чименг Тан (Cheemeng Tan). Деталями конструкции послужили липосомы (пузырьки с клеточноподобной липидной мембраной) и очищенные клеточные компоненты, такие как белки, ДНК и метаболиты.

«Мы смогли продемонстрировать, что искусственные “клетки” могут узнавать, реагировать и взаимодействовать с бактериями. В дополнение к этому они функционируют в качестве систем, распознающих и уничтожающих бактерии вне зависимости от окружающей их среды», — отмечает профессор Тан.

Эти синтезированные структуры способны имитировать основные свойства живых клеток, однако имеют ограниченный жизненный цикл и не могут делиться. «Клетки» были разработаны, чтобы реагировать на характерные химические следы бактерии E. coli. По данным лабораторных экспериментов, «клетки» способны опознавать, атаковать и уничтожать эту бактерию.

Профессор Тан замечает, что ранее подобные конструкции успешно функционировали только на питательных средах. Однако, оптимизировав клеточные мембраны, цитозоль и генетический аппарат клетки, команда исследователей смогла приспособить искусственные структуры к работе в условиях с ограниченным доступом к жизненно важным ресурсам, таким как, например, вода. Это повысило их устойчивость к воздействию неблагоприятных и постоянно меняющихся факторов внешней среды.

Антибактериальные искусственные «клетки» в будущем могут использоваться для лечения пациентов с особо устойчивыми инфекциями. Также их можно использовать в роли биодатчиков или для таргетной доставки лекарственных веществ в нужное время.