Магнитные бактерии направляются в опухоли для доставки противораковых препаратов

Исследование было проведено в ETH Zurich в Швейцарии и основано на предыдущей работе, которая продемонстрировала, что бактерии Magnetospirillum, которые естественным образом содержат частицы оксида железа, могут контролироваться магнитными полями. В 2020 году ученые использовали эту технику для контроля потока жидкостей, окружающих бактерии в лаборатории, эффективно превратив их в магнитные микронасосы.

Это повысило возможность их использования для доставки лекарств в организм, направляя их в нужное место по кровотоку. Но выйти из кровотока и попасть в опухолевую ткань — это не то же самое, что спрыгнуть с поезда. Стенки кровеносных сосудов представляют собой плотно упакованные барьеры, состоящие из клеток, и только протискиваясь через узкие, но колеблющиеся промежутки между этими клетками, определенные молекулы могут пройти.

Ученые вводили бактерии Magnetospirillum мышам и с помощью вращающегося магнитного поля показали, что могут усилить способность проникать через временные щели в стенках сосудов. Это позволило им проникнуть в опухоль, а оттуда бактерии смогли попасть в опухоль по собственной воле.

«Мы также используем естественное и автономное передвижение бактерий», — сказала Симона Шюрле, руководившая исследованием. «После того, как бактерии прошли через стенку кровеносного сосуда и оказались в опухоли, они могут самостоятельно мигрировать вглубь».

В экспериментах с клеточными культурами команда прикрепляла к бактериям небольшие шарики жировых веществ – липосомы. Это было разработано для имитации того, как технология может работать в качестве метода доставки лекарств, при котором груз загружается в липосомы и высвобождается в опухоли. Эксперименты показали, что бактерии успешно переносят липосомы в раковую ткань.

«Мы считаем, что можем использовать инженерный подход для повышения эффективности бактериальной терапии рака», — говорит Симона Шюрле.

Возможности включают инженерные формы E.coli, которые не обладают магнитными свойствами, но в настоящее время изучаются в качестве терапевтических бактерий для лечения рака. Если бы E.coli можно было сделать магнитным, с помощью магнитного поля можно было бы использовать для направления его к опухолям глубоко внутри тела, чтобы вызвать противораковые эффекты.

Исследование опубликовано в журнале Science Robotics.