Покрытые железом спиралевидные цианобактерии безопасны и легко контролируются внутри организма, обещая создание микророботов для медицины.

Крошечные роботы, свободно движущиеся по кровотоку и вовремя «ремонтирующие» наш организм, – фантастика, которая до сих пор не стала реальностью. В самом деле, изготовить биосовместимый и инертный каркас клеточных размеров, оснастить его энергосистемой и двигательным механизмом, средствами контроля и так далее – пока не получается. Необходимо добиться и возможности следить за такими устройствами, и управлять их перемещениями – все это остается слишком сложной задачей.

В статье, опубликованной журналом Science Robotics, гонконгские ученые во главе с Ли Чзаном (Li Zhang) описывают новый концептуальный подход к решению таких проблем. Они рассматривают возможности использования в качестве носителя медицинских систем живых организмов, а именно сине-зеленых водорослей Spirulina platensis. Это совершенно безопасные, съедобные фотосинтезирующие цианобактерии со спиралевидными клетками, удобными для движения в жидкой среде.

Клетки спирулин покрывали наночастицами оксида железа, ненадолго погружая их в раствор. Это заставляло их реагировать на внешнее магнитное поле, которое позволило ученым контролировать перемещения бактерий: спиралевидная форма, покрытая магнитными частицами, легко направляется вперед или назад. При этом авторы использовали ГМ-линии водорослей, производящие флуоресцентный белок. Поэтому движения у поверхности кожи легко визуализировались, и ученые продемонстрировали это в экспериментах на лабораторных крысах.

 

Ученые сделали гибридных клеточных роботов из водорослей
Вверху – схема покрытия водорослей наночастицами. Внизу – микроснимки клеток со все более плотным слоем, после 6, 24 и 72 часов погружения / ©Xiaohui Yan et al., 2017
В более глубоких слоях увидеть «биогибридных роботов» можно с помощью МРТ. Авторы даже наблюдали за перемещениями бактериальных клеток в желудке подопытных крыс, показав, что внешнее магнитное поле действительно позволяет неплохо контролировать это движение.

Крайне важным моментом ученые называют «биосовместимость по доступной стоимости» – сам факт, что управляемые устройства совершенно безопасны для организма. Их полная деградация происходит в течение часов или дней, в зависимости от толщины магнитного покрытия. Теперь авторы планируют усовершенствовать «биогибридную» систему с тем, чтобы она могла использоваться для целевой доставки лекарств.

Поделиться в социальных сетях