«Живая аптечка» в теле: ученые создали имплант, вырабатывающий лекарства

Американские биоинженеры создали имплантируемое устройство, которое содержит в себе миллионы живых клеток, производящих и выделяющих в организм три различных лекарства на базе антител и гормонов на протяжении более месяца. Подобные устройства упростят жизнь многим носителям хронических болезней, сообщила пресс-служба Северо-Западного университета (NWU).

«Мы создали наглядную демонстрацию широких возможностей биогибридных технологий для лечения болезней. Как правило, лекарства на базе различных биомолекул распадаются с очень разной скоростью при попадании в кровоток, что осложняет поддержание стабильных их концентраций в организме. Наши имплантируемые «клеточные фабрики» постоянно производят эти молекулы, что решает эту проблему», - заявил профессор NWU Джонатан Ривней, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Как отмечают профессор Ривней и его коллеги, значительное число хронических болезней, в том числе диабет, ожирение или различные заболевания щитовидной железы, требуют постоянного приема инсулина и прочих гормональных и белковых препаратов. Их молекулы достаточно быстро распадаются при введении в тело пациента, что создает массу неудобств и вынуждает больных регулярно принимать эти средства.

Подобные соображения заставляют биологов и инженеров разрабатывать имплантируемые устройства, которые или медленно высвобождают эти препараты в организм, или же производят их при помощи культур клеток. Поддержание жизни этих «живых фабрик», по словам авторов исследования, является очень сложной задачей, что связано как с их защитой от атак иммунных клеток, так и с плохим доступом культур клеток к кислороду.

Биоинженеры из Северо-Западного университета решили эти проблемы, создав специальную капсулу размером с USB-флешку, которая одновременно изолирует клетки от иммунитета и производит кислород, расщепляя воду при помощи электрокатализатора. Всеми этими процессами можно гибко управлять по беспроводному каналу связи, что позволяет подстраивать выработку лекарств «живыми фабриками» под нужды конкретного пациента.

В качестве демонстрации работы этого устройства ученые наполнили его тремя культурами клеток, производящими антитела к ВИЧ, инсулин и гормон насыщения лептин, и имплантировали ее в тело лабораторных крыс. Последующие наблюдения показали, что «живая аптечка» на протяжении месяца поддерживала стабильные концентрации всех трех молекул в кровотоке животных, что делает ее перспективным кандидатом на роль основы для «искусственной поджелудочной железы» и других медицинских устройств.