Ученые использовали магнетизм для доставки клеток к артериям животных

Исследователи применили магнитные поля и крошечные частицы, содержащие железо, для направленной доставки здоровых клеток к целевым участкам кровеносных сосудов. Работа, проведенная на животных, может привести к созданию нового метода доставки клеток и генов для восстановления поврежденных или больных органов у людей.

Команда под руководством Роберта Дж. Леви, доктора медицины, использовала наночастицы оксида железа диаметром около 290 нанометров, сделанные из биодеградируемого полимера — полимолочной кислоты (PLA). Эти частицы загружали в эндотелиальные клетки, которые выстилают внутреннюю поверхность кровеносных сосудов.

С помощью внешнего однородного магнитного поля ученые направили эти клетки в стальные стенты — металлические каркасы, имплантированные в сонные артерии крыс. Магнитное поле создавало «магнитные градиенты» — области высокой магнитной силы, которые намагничивали как наночастицы, так и стенты, усиливая притяжение между ними.

Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences (онлайн, 7 января). В нем участвовали специалисты Детской больницы Филадельфии, Университета Дрекселя и Университета Дьюка.

Потенциал для медицины

• Проблема стентов: Пациентам с сердечно-сосудистыми заболеваниями часто устанавливают стенты для улучшения кровотока. Со временем многие стенты выходят из строя из-за избыточного накопления гладкомышечных клеток на их поверхности, что создает новые блокировки. Цель клеточной терапии — доставить новые эндотелиальные клетки, чтобы восстановить гладкую поверхность стента.
• Лечение периферических артерий: Лекарственные стенты менее эффективны при лечении заболеваний периферических сосудов (например, у пациентов с диабетом), что иногда приводит к ампутациям. В будущих исследованиях на животных команда Леви планирует использовать свой метод для доставки магнитных наночастиц именно в периферические артерии.

Будущие направления и перспективы

• Для избежания отторжения в последующих исследованиях будут использоваться собственные клетки животного (в текущей работе в артерии крыс доставляли клетки коровы, но только на 48 часов).
• Метод может сочетать клеточную и генную терапию, используя эндотелиальные клетки для доставки полезных генов к поврежденным артериям.
• Систему доставки можно адаптировать для других областей, где используются стальные стенты (пищевод, желчные протоки, легкие) или ортопедические имплантаты (штифты, винты), чтобы доставлять, например, стволовые клетки кости.
• Однородные магнитные поля, создаваемые обычными аппаратами МРТ, могут подойти для этой целевой доставки клеток, что открывает путь к клиническому применению.

Как отметил доктор Леви, этот метод может стать мощным медицинским инструментом.