Набороботы внутри головного мозга!#новостиГруппа ученых из Института цитологии и генетики СО РАН и ряда других научных учреждений провела большое исследование по вопросу того, как наночастицы через нос проникают в обонятельные луковицы и другие структуры мозг, перемещаясь внутри клеток от нейрона к нейрону.
Результаты, полученные в ходе многолетнего исследования, открывают широкие перспективы для медицины
Наноразмерные объекты, попадающие воздушным путем из окружающей среды в носовую полость и далее способные перемещаться в головной мозг, достаточно давно вызывают интерес у исследователей всего мира. Известно, что они могут оказывать значительное влияние на состояние здоровья человека. Так, недавно было доказано, что вероятность развития нейродегенеративных патологий (болезни Альцгеймера, Паркинсона и др.) существенно возрастает у людей, проживающих на расстоянии менее 50 метров от транспортных магистралей из-за наличия в воздухе таких наночастиц с продуктами выбросов двигателей.
Вместе с тем до сих пор науке было мало известно о том, как именно происходит перемещение наночастиц из носовых пазух в отделы головного мозга и биологических факторах, оказывающих влияние на этот процесс. Группа ученых из Института цитологии и генетики СО РАН и ряда других научных учреждений занялась поиском ответов на эти вопросы.
Ведущую роль в проекте сыграли сотрудники Лаборатории генетики лабораторных животных ФИЦ ИЦиГ СО РАН — старший научный сотрудник к.б.н. Александр Ромащенко (биологические эксперименты) и ведущий научный сотрудник Ph.D. (к.б.н.) Юрий Мошкин (математический анализ и моделирование нанотранспорта).
Работа проводилась на базе Центра генетических ресурсов лабораторных животных ФИЦ ИЦиГ СО РАН. На нее ушло несколько лет и наконец этот проект успешно завершен. Результаты работы
опубликованы в журнале Nano Research.
«
Мы подробно описали путь, который НЧ проходят в организме, показали отделы головного мозга, в которых они оседают и обнаружили факторы, которые существенно влияют на протекание этого процесса. Образно говоря, мы составили «атлас» этого «траффика» и нашли инструменты, с помощью которых им можно управлять. Дальнейшее практическое значение этой работы будет определяться тем, что будут «возить» по установленным маршрутам», — рассказал руководитель Центра генетических ресурсов лабораторных животных ФИЦ ИЦиГ СО РАН, д.б.н., профессор Михаил Мошкин.
Как отметили исследователи, их главной задачей было проверить, будут ли работать магнитоэлектрические нанороботы внутри клеток живого мозга. Во всех предыдущих проектах попытки управлять активностью нейрона с помощью магнитоэлектрических наночастиц осуществлялись снаружи, из внеклеточного пространства.
«
Нам впервые в мире удалось показать, что простейшие нанороботы могут проникнуть внутрь нейронов, их перемещением по организму можно эффективно управлять, и они способны влиять на активность клеток изнутри», – рассказал один из участников исследования, старший научный сотрудник ИЦиГ Александр Ромащенко.
В ИЦиГ считают, что результаты исследования могут быть применены в нескольких прикладных медицинских направлениях.
Во-первых, адресная доставка нанороботов в глубокие отделы головного мозга позволит лечить нейродегенеративные заболевания. Известно, что периодическая стимуляция отделов мозга, ответственных за восприятие запахов, эффективна при лечении болезни Паркинсона. Для активации этих нейронов используют различные подходы, например, предъявляют запахи или используют сильные магнитные поля, воздействующие сразу на огромное количество нейронов. С помощью магнитно-электрических нанороботов, по словам ученых ИЦиГ, возможно добиться более выраженного, сфокусированного лечебного эффекта и фактически корректировать работу мозга.
Второй потенциальный способ применения нанороботов – использование их в качестве доставщиков лекарственных препаратов.