logo

Пользовательского поиска

Wednesday 12th of December 2018

Магнитные наночастицы дистанционно управляют нейронами и поведением животного

PDF Печать E-mail
Актуальные темы - Нанотехнологии в медицине и биологии
07.07.2010 18:02

2

 

Исследование на магнитных частицах, проведенное докторантом UB Хенг Хуан (справа) и профессором физики UB Арндом Проллом может привести к разработке методов лечения, дистанционно управляющих белками или клетками. (Credit: Image courtesy of University at Buffalo)

 

 

 

Кластеры нагретых суперпарамагнитных ферритовых наночастиц, ориентированных на рецепторы TRPV1 в клеточных мембранах, могут дистанционно контролировать ионные каналы, нейроны и даже поведение животных, считают физики из Университета Буффало (University at Buffalo – UB) и сообщают об этом в статье в Nature Nanotechnology.

Исследование может найти очень широкое применение, включая разработку инновационных методов лечения рака, которые позволят дистанционно управлять выбранными белками или клетками определенных тканей. Оно также может помочь в разработке методов терапии диабета, дистанционно стимулирующих высвобождение инсулина панкреатическими клетками.

Работа может быть использована и при разработке новых методов лечения некоторых неврологических расстройств, обусловленных недостаточной нейростимуляцией.

«Разработка метода, позволяющего использовать магнитные поля для стимуляции клеток как in vitro, так и in vivo поможет нам лучше понять сигнальные сети, контролирующие поведение животных», - говорит доктор философии Арнд Пролл (Arnd Pralle), доцент кафедры физики в Колледже искусств и наук (College of Arts and Sciences) UB и старший автор статьи.

Исследователи из UB продемонстрировали, что их метод может открывать кальциевые ионные каналы, активировать нейроны в клеточной культуре и даже управлять движением крошечных нематод C. elegans.

«Мы ввели наночастицы около «рта» червя, называемого амфидом», - объясняет Пролл. «На видео можно видеть, как черви ползают. При включении магнитного поля, нагревающего наночастицы до 34 градусов по Цельсию, большинство червей меняет направление движения на противоположное, а точнее начинает двигаться задом наперед. Используя этот метод, мы может заставить их ползать туда-обратно. Теперь мы должны выяснить, какое еще поведение может контролироваться таким способом».

 

Группа червей c.elegans с наночастицами около их сенсорных нейронов реагирует на применение магнитного поля

 

Черви изменяли направление движения, когда температура достигала 34 градусов, говорит Пролл, то есть того же предела, который в природе вызывает естественную реакцию избегания (avoidance response). Это является доказательством того, что подход может быть адаптирован для изучения инновационных фармацевтических препаратов на животных.

Метод ученых из UB включает в себя нагревание наночастиц в клеточной мембране, подвергая их воздействию радиочастотного магнитного поля. Это тепло вызывает стимуляцию клетки.

«Мы разработали инструмент для нагревания наночастиц и для измерения их температуры», - говорит Пролл, отметив, что о теплопроводности ткани в наномасштабе вообще известно очень не много.

«Наш метод важен еще и потому, что он позволяет нагревать только клеточную мембрану. Мы не хотим убивать клетку», - говорит он. «В то время как мембрана снаружи клетки нагревается, температура внутри самой клетки не изменяется».


 

Имеющие размер всего 6 нанометров, частицы могут легко распространяться между клетками. Магнитное поле сопоставимо с тем, что применяется в магнитно-резонансной терапии. А возможность метода равномерно активировать клетки на большой площади означает, что он может быть использован для воздействия на весь живой организм.

В этой же статье ученые из UB сообщают о разработке флуоресцентного датчика для определения того, что наночастицы достигли температуры 34 градуса по Цельсию.

«Изменение температуры определяется по интенсивности флуоресценции», - говорит Пролл. «Это своего рода наноразмерный термометр, который позволяет ученым легко определять изменение температуры в наномасштабе».


 

По материалам

 

With Magnetic Nanoparticles, Scientists Remotely Control Neurons and Animal Behavior

 

Аннотация к статье: Heng Huang, Savas Delikanli, Hao Zeng, Denise M. Ferkey, Arnd Pralle. Remote control of ion channels and neurons through magnetic-field heating of nanoparticles

 

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday659
mod_vvisit_counterYesterday989
mod_vvisit_counterThis week4413
mod_vvisit_counterLast week14302
mod_vvisit_counterThis month20562
mod_vvisit_counterLast month31567
mod_vvisit_counterAll days4221159

We have: 45 guests, 3 bots online
Your IP: 34.203.225.78
 , 
Today: Дек 12, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.