Ученые создают «умные клетки», которые могут лечить болезни на клеточном уровне

Фото: Unsplash. Автор: Stefano Bucciarelli

Кажется, что будущее науки о клетках наступает прямо сейчас. Исследователи из Университета Райса предложили революционную технологию для создания «умных клеток», которые могут не только реагировать на сигналы организма, но и при необходимости активно воздействовать на здоровье человека. И да, вы правильно поняли — речь идет о клетках, которые могут «думать» и действовать сами. Исследования, опубликованные в журнале Science, открывают двери для создания синтетических биологических систем, которые смогут лечить такие заболевания, как рак и аутоиммунные болезни.

Что же они придумали? Прежде чем вы начнете представлять себе «клеточных роботов», давайте разберемся. Ученые создали новый подход для проектирования искусственных клеточных цепей, основанных на процессе, который происходит в каждой клетке — фосфорилировании. Это процесс, в ходе которого молекулы фосфатов присоединяются к белкам, что позволяет клетке отвечать на внешние воздействия, например, на воспаление или опухолевые маркеры. И теперь это можно использовать для создания «умных» цепей, которые могут не только «чувствовать» что-то, но и принимать решения о реакции.

Исследователи осознали, что можно выстроить целую цепочку из таких фосфорилированных элементов, чтобы они не просто передавали сигнал, а выполняли конкретные действия — например, выделяли нужные вещества в ответ на заболевание.

До сих пор ученые пытались использовать существующие механизмы клеточных сигналов, но они были чересчур сложными для практического применения. Что же изменилось? В данном случае все дело в простоте — ученые научились создавать такие фосфорилированные цепи, которые могут быть настроены под конкретные нужды организма.

Представьте себе клетку, которая мгновенно реагирует на изменение уровня сахара в крови или воспаление и выпускает необходимые молекулы для нормализации состояния. В отличие от старых методов, где клетки реагируют медленно и по принципу «что-то где-то произойдет через несколько часов», теперь она может действовать за считанные секунды. Для таких серьезных заболеваний, как рак или аутоиммунные расстройства, это может стать настоящим прорывом. Например, исследователи уже протестировали систему, которая может определять воспалительные маркеры и, возможно, поможет в лечении аутоиммунных заболеваний и токсичности, вызванной иммунотерапией.

Хотя идея пока еще нова и требует множества исследований, она открывает захватывающие перспективы. Возможно, в будущем мы увидим клеточные «микропроцессоры», которые будут работать прямо в наших телах, реагируя на изменения и предоставляя лечение прямо в нужный момент.

Если бы вы когда-то думали, что «умные клетки» — это что-то из области научной фантастики, то, вероятно, скоро вам придется пересмотреть свои представления. Это уже не фантазии, а реальные шаги к новому типу лечения. И кто знает, может быть, в ближайшие годы мы будем лечиться с помощью клеток, которые не просто следуют за процессами в организме, но и «принимают решения» о том, как именно нам помочь.