Доставка в клетки через деформацию: новый метод для РНК, белков и наночастиц
Клеточная мембрана строго регулирует проникновение веществ, что затрудняет доставку крупных молекул (наночастиц, белков) для исследований и терапии. Ученые MIT разработали безопасный и эффективный метод, основанный на механической деформации клеток.
Суть метода
Клетки в суспензии с целевыми молекулами пропускаются с высокой скоростью (~1 м/с) через микрофлюидный чип с узкими каналами. Сужение на 30–80% меньше диаметра клетки временно открывает в мембране поры, через которые внутрь проникают окружающие крупные молекулы:
- РНК и белки
- Наночастицы (углеродные нанотрубки, квантовые точки)
Клетки сохраняют жизнеспособность и нормальные функции после обработки.
Ключевые преимущества
- Высокая эффективность: генерация индуцированных плюрипотентных стволовых клеток с эффективностью в 10–100 раз выше, чем у существующих методов.
- Универсальность: успешно протестирован на более чем 12 типах клеток (человеческих и мышиных), включая первичные клетки пациентов.
- Безопасность: отсутствие интеграции чужеродной ДНК (риск вирусных векторов) и повреждения клеток (проблема электроporation).
- Прямая доставка в цитоплазму: наночастицы (например, квантовые точки) не захватываются эндосомами и не агрегируют.
Потенциальные применения
- Репрограммирование клеток: доставка белков для получения и дифференцировки стволовых клеток.
- Визуализация: введение квантовых точек для мечения внутриклеточных белков.
- Вакцинация: ex vivo загрузка иммунных клеток вирусными белками для запуска специфического иммунного ответа.
Метод, описанный в PNAS, представляет собой простую и универсальную платформу для доставки разнообразных соединений в различные типы клеток.