Технология позволяет целенаправленно воздействовать на клеточные процессы и потенциально может привести к разработке методов лечения различных заболеваний. Исследование опубликовано в Nature Synthesis.
Ученые из Института полимеров Общества Макса Планка с помощью зеленого светодиодного света создают волоконные сети внутри живых клеток. Искусственные микроволокна дополняют естественный тончайший каркас, который действует как транспортные магистрали и каналы связи внутри организма.
Миниатюрные строительные блоки, которые собираются в длинные волокна под воздействием зеленого светодиодного света, похожи на молекулярные кирпичики LEGO, объясняют ученые. Они вводят эти светочувствительные молекулы в живые клетки. Затем при облучении эти компоненты начинают собираться в длинные волокна, формируя искусственную сеть внутри клетки.
«Мы можем точно контролировать, когда, где и сколько волокон образуется — просто регулируя свет», — говорит соавтор исследования Йонг Рен. Исследователи обнаружили, что интенсивность и продолжительность освещения непосредственно влияют на плотность образующейся сети.
В экспериментах ученые обнаружили, что в некоторых клетках — например, раковых — производство слишком большого количества волокон приводит к их гибели. Это указывает на одну из потенциальных возможностей для терапевтического применения технологии.
Схематическая иллюстрация сборки пептидных наноструктур внутри клеток под воздействием света. Изображение: Yong Ren et al., Nature Synthesis
«Наши тела работают только потому, что клетки постоянно общаются друг с другом», — объясняет соавтор исследования Таня Вайль. Это общение происходит посредством сложных биохимических процессов — во время заживления ран, в иммунной системе или в процессе управления энергией клетки. Возможность поддерживать или направлять эти процессы целенаправленно может открыть совершенно новые возможности в медицине.
Хотя исследование находится на стадии фундаментального открытия, ученые видят потенциал для практического применения. В перспективе управляемые светом сети можно использовать для регулирования воспалительных процессов, восстановления поврежденных тканей, тонкой настройки клеточной коммуникации или борьбы с онкологическими заболеваниями.
