science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Magnetotactische bacteriën gebruiken in de oncologie

Credit:Sint-Petersburg Elektrotechnische Universiteit LETI

Kamil Gareev, Universitair hoofddocent bij ETU "LETI, " rechtvaardigde de vooruitzichten om magnetotactische bacteriën te gebruiken om kwaadaardige tumoren te behandelen.

LETI-onderzoekers identificeerden de belangrijkste eigenschappen van magnetotactische bacteriën en beschreven de mogelijkheden van hun toepassing in de geneeskunde. De verkregen resultaten zullen helpen bij het creëren van theranostische middelen in neuro-oncologie en cardioprotectie. De resultaten van de gezamenlijke studie met collega's van de St. Petersburg State University, RAS Instituut voor Cytologie, en RAS Institute of Biotechnology werden gepubliceerd als overzichtsartikel in het tijdschrift Magnetochemie .

Magnetotactische bacteriën (MTB) onderscheiden zich door hun vermogen om magnetosomen te synthetiseren, speciale cellulaire organellen waarin magnetietbiomineralisatie plaatsvindt. Dankzij hun magnetische eigenschappen, MTB's en geïsoleerde magnetosomen kunnen in de geneeskunde worden gebruikt om kanker te bestrijden. Met behulp van magnetosomen, medicijnen kunnen direct naar de kwaadaardige tumor worden getransporteerd. In aanvulling, wetenschappers willen de vorming van bacteriële magnetietkristallen in MTB-cellen bestuderen, de mechanismen van magnetostatische interactie tussen individuele magnetosomen, en hun chemische en aggregatieve stabiliteit buiten de bacteriële cellen. Deze resultaten zullen de kern worden van onderzoek naar paleomagnetisme en de fysica van magnetische verschijnselen.

Kamil Gareev, Universitair hoofddocent van de afdeling Micro- en Nano-elektronica van LETI. Krediet:Elektrotechnische Universiteit van Sint-Petersburg

Momenteel, wetenschappers uit Duitsland, Frankrijk, Brazilië, de VS, en Japan houden zich bezig met grootschalig onderzoek naar magnetotactische bacteriën. Het onderzoek van LETI-wetenschappers is het eerste in St. Petersburg. LETI koos voor een interdisciplinaire aanpak:de universiteit vormde een onderzoeksteam, waaronder specialisten op verschillende gebieden:fysica van magnetische verschijnselen, rotsmagnetisme en magnetofossielen, neuro-oncologie, en targettherapie op basis van nanodeeltjes, evenals de synthese van samengestelde magnetische deeltjes op basis van ijzeroxide. Dat maakt het mogelijk om een ​​veelzijdig onderzoek uit te voeren en objectieve resultaten te verkrijgen.

"We verwachten uiteindelijk de volledige onderzoekscyclus te voltooien - van fermentatie van MTB's in geautomatiseerde bioreactoren met een hoge doorvoer van groot volume en evaluatie van hun fysieke kenmerken tot functionalisering van magnetosomen met geneesmiddelen en hun laboratoriumtests. afhankelijk van het behalen van de gestelde doelen, voor het eerst in onze stad, er zullen resultaten van wereldklasse zijn op dit gebied van wetenschap, " zegt Gareev, Universitair hoofddocent van de afdeling Micro- en Nano-elektronica van LETI, Senior onderzoeker van het Engineering Center for Microtechnology and Diagnostics

De volgende fase van het bestuderen van MTB's zal wetenschappers dichter bij het praktische gebruik van structuren op basis van bacteriële magnetosomen in de geneeskunde brengen als nieuwe hulpmiddelen voor gerichte medicijnafgifte, hyperthermie therapie, en contrastmiddelen voor beeldvorming met magnetische resonantie. "Vergeleken met de momenteel gebruikte structuren op basis van synthetische ijzeroxide-nanodeeltjes, bacterieel magnetiet heeft een betere chemische stabiliteit, hoge uniformiteit in vorm en grootte, en, nog belangrijker, hoge biocompatibiliteit, " merkte Gareev op.

Wetenschappers van LETI behaalden in 2013 de eerste resultaten van het bestuderen van magnetische nanodeeltjes en sinds toen, onderzoek in deze richting is voortgezet. Tot 2021, het onderzoek richtte zich vooral op de eigenschappen van synthetische, in plaats van biogeen, magnetische nanodeeltjes, zoals magnetosomen. Dankzij de jarenlange ervaring konden onderzoekers doorgaan met een volwaardige studie van magnetotactische bacteriën en bacteriële magnetosomen.