Биохимики из Казанского федерального университета под руководством старшего преподавателя кафедры микробиологии, докт. биол. наук Равиля Фахруллина сделали еще один шаг в развитии «клеточной терапии» — лечения с помощью введения в организм человека обычных или стволовых клеток. Они разработали метод нанесения на вносимые клетки магнитных меток, позволяющих затем направленно перемещать их по организму человека. Работа опубликована в журнале Langmuir Американского химического общества [1].
Для масштабного использования клеточной терапии медикам нужно иметь возможность направленно доставлять новые клетки к пораженному органу или ткани. Ученые уже научились доставлять к «пункту назначения» наночастицы и даже совмещать в них лечебные, диагностические и транспортные функции. Однако нанести магнитную метку на клетку еще сложнее — маркер должен быть безвредным для ее живой системы и доставлять «по адресу» в целости и сохранности. Казанские биохимики разработали метод маркировки клеток суперпарамагнитными наночастицами оксида железа.
«Ранее были опубликованы работы, в ходе которых потенциально токсичные магнитные наночастицы использовали для извлечения раковых клеток из опухоли, — отметил руководитель работы Ра-виль Фахруллин, слова которого приводит пресс-служба университета [2]. — Разумеется, в подобном случае сохранение жизнеспособности клеток не требовалось. Мы же попытались сделать так, чтобы живые «магнитные» клетки можно было, не извлекая из организма, куда-либо доставить. Надеемся, что в дальнейшем с помощью магнитного поля можно будет перемещать, например, стволовые клетки в те органы и ткани, где необходимо их присутствие. Данный метод очень простой, занимает 10-20 минут и не требует дорогостоящей обработки наночастиц».
Ультрадисперсный суперпарамагнитный оксид железа используется как контрастирующий агент в МРТ и считается перспективным агентом для маркировки клеток, но сам по себе токсичен, а его наночастицы неустойчивы в воде. Чтобы нейтрализовать эти недостатки магнитной метки, авторы работы «упаковали» наночастицы в полимер — (поли)аллиламин гидрохлорид. Он нетоксичен для клеток, стабилизирует нано-частицу в воде и создает на ее поверхности положительный заряд. Эксперименты на модельной клеточной культуре HeLa (эти «бессмертные» клетки используются для изучения раковых заболеваний) показали, что магнитные наночастицы размещаются на клеточных мембранах, не попадая в цитоплазму, и безвредны для клетки-носителя.
«Это в корне иной подход в решении стандартных проблем. Я покрывала клетки биосовместимыми магнитными наночастицами и затем выращивала их в присутствии постоянных магнитов. Образовывались упорядоченные кластеры из живых клеток, которые росли непосредственно в тех местах, где были расположены магниты, и клетки продолжали делиться, несмотря на то, что были модифицированы наночастицами», — говорит первый автор статьи, студентка второго курса биолого-почвенного факультета Мария Дзамукова.
Редакция журнала высоко оценила работу: она вошла в список «горячих статей» пресс-службы Американского химического общества (The American Chemical Society, ACS) как одна из наиболее интересных и «прорывных» работ [3].
Казанский университет имеет славную научную и учебную историю, особой известностью пользуется Казанская химическая школа. Ныне Приволжский федеральный университет — исторически старейший после Московского классический университет в России (он был основан в 1804 году). В разные годы в нем работали математик Николай Лобачевский, химики Карл Клаус и Михаил Бутлеров, хирург Александр Вишневский; учились писатель Сергей Аксаков, драматург Евгений Шварц.
Александра Борисова
1. M.R. Dzamukova, A.I. Zamaleeva, D.G. Ishmuchametova, Yu.N. Osin, A.P. Kiyasov, D.K. Nurgaliev, O.N. Ilinskaya, R.F. Fakhrullin, Langmuir, 2011, 27 (23), pp 1438614393, http://pubs.acs.org/stoken/presspac/presspac/full/10.1021/la203839v
2. http://tggpu.ru/podrobnee.php?id=11334
3. http://portal.acs.org, пресс-пакет от 21 декабря 2011 года