Под руководством Карлоса Эскобедо (химическая инженерия) и кандидата наук Саида Рисмани Язди (химическая инженерия) исследование было сосредоточено на изучении и управлении подвижностью магнитотактических бактерий (МТБ) — крошечных организмов, которые содержат нанокристаллы, чувствительные к магнитным полям. Их результаты были недавно опубликованы в журнале Small.
«У MTB есть крошечные (наноскопические) органеллы, называемые магнитосомами, которые действуют как стрелка компаса, помогая им перемещаться к богатым питательными веществами местам в водной среде — их естественной среде обитания — с помощью магнитного поля Земли», — говорит доктор Эскобедо. «В природе МТБ играют ключевую роль в круговоротах Земли, влияя на морскую биогеохимию, транспортируя минералы и органические вещества в качестве питательных веществ».Изучив, как МТБ реагирует на магнитные поля и токи, аналогичные тем, которые встречаются в их естественной среде обитания, команда ввела более сильные токи и магнитные поля, чтобы увидеть, могут ли бактерии по-прежнему успешно перемещаться.«Когда мы увеличили скорость потока и силу магнитного поля, мы были поражены способностью MTB уверенно и согласованно плыть против течения», — говорит г-н Рисмани Язди. «Они даже смогли с легкостью переплыть сильное течение, когда мы перемещали магнит перпендикулярно потоку».
Успех команды в направлении МТБ через сложную и быстро меняющуюся среду может стать значительным шагом на пути к использованию бактерий для транспортировки фармацевтических препаратов через кровоток человека для непосредственного лечения опухолей.«Затем мы планируем связать терапевтические препараты с телами бактерий для транспортировки», — говорит д-р Эскобедо.Для этого команда сотрудничает с группой, возглавляемой Питером Дэвисом (биохимия), канадским научно-исследовательским отделом белковой инженерии, который выясняет, как прикрепить существующие противораковые лекарственные средства к бактериям, а также как заставить их высвобождать наркотики по прибытии в выбранный пункт назначения.Команда также объединилась с доктором Мадхури Коти из Королевского института рака и планирует усовершенствовать их способность направлять MTB на опухоли с высокой степенью точности.
Вместе команда будет использовать магнитные поля, чтобы направлять бактерии от одного конца микроканала на крошечном предметном стекле микроскопа к образцам биопсированной раковой ткани на другом конце.Доктор Эскобедо надеется, что их междисциплинарный подход к этому исследованию поможет раскрыть потенциал МТБ как биологического, эффективного и грозного метода доставки лекарств.
«Мы показали, что природные свойства бактерий можно использовать для управления ими в сложных и сильных условиях потока, которые намного сложнее, чем в природе, что открывает возможности не только в области доставки лекарств, но и в других биомедицинских приложениях. также ", — заключил г-н Рисмани Язди.