А в чем тренд?
Более 15 млн человек в мире живут с травмами спинного мозга (ТСМ). Чаще всего такие травмы — это последствия падений, аварий на дорогах или актов насилия. ТСМ грозят осложнениями, ведут к снижению успеваемости и трудовой активности. Снизить масштаб проблемы можно за счет профилактики, своевременного лечения, реабилитации и непрерывного ухода за пациентами.
Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха и Цюрихского университета создали новый способ лечить повреждения спинного мозга. Они используют биороботов, которые доставляют стволовые клетки точно к месту травмы. Это помогает восстановить нервную систему.
Как устроены роботы
Микроробот состоит из органической и технической частей:
живая клетка — это заготовка для создания нервной системы, так называемая нейральная клетка-предшественник (NPC). Ее выращивают из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPS) — клеток кожи или крови, которые перепрограммируют в лаборатории, чтобы они снова стали стволовыми. Два слоя наночастиц. Внутренний — реагирует на магнитное поле. Внешний преобразует этот отклик в электрические импульсы.
В лабораторных условиях живые клетки смешиваются с наночастицами и получается NPCbots — робот размером 6 мкм.
Схема производства NPCbots. В питательной среде на чипе смешиваются живые клетки и наночастицы
По словам ученых, для клеточных исследований нужно несколько сотен тысяч таких микророботов, а для экспериментов на животных — несколько миллионов. На создание одного NPCbots требуется около 30 мин.
Как прошли испытания роботов
Исследователи опробовали NPCbots на личинках рыб данио-рерио с травмами спинного мозга. Микророботов вводили прямо в место повреждения. Под воздействием магнитного поля возникала электрическая реакция, которая стимулировала NPC. Они превращались в нейроны и восстанавливали спинной мозг. Спустя три дня рыбы плавали почти как здоровые.
Также ученые проверили работу NPCbots на мышах, у которых спинной мозг был перерезан. Через 28 дней нервные клетки в месте травмы срослись заново. В течение этого времени у мышей улучшились походка, длина шага и координация.
Магнитные поля идеальны для стимуляции стволовых клеток. Они свободно проходят через ткани, а их частоту и силу можно менять в зависимости от целей. Когда клетки-предшественники активированы и превратились в нейроны, NPCbots фактически самоуничтожаются, растворяясь в тканях. Инженеры полагают, что покрытие из титаната бария сделает наночастицы стабильными и малоактивными. Однако потребуются дополнительные исследования, чтобы понять, как именно частицы поведут себя в долгосрочной перспективе.
➤ Подписывайтесь на телеграм-канал «РБК Трендов» — будьте в курсе последних тенденций в науке, бизнесе, обществе и технологиях.
