Radical route produces non-natural polymers inside cells — ABC Chemicals

Стратегия может позволить ученым манипулировать, отслеживать и контролировать клеточное поведение, генерируя макромолекулы внутри клеток.

Radical route produces non-natural polymers inside cells - ABC Chemicals

Британские исследователи впервые создали неприродные полимеры внутри живых клеток, используя химию свободных радикалов. Этот метод предлагает уникальный способ объединения синтетических материалов с биологией для контроля поведения клеток, что может привести к широкому применению, включая новые методы лечения рака и других заболеваний. 

Свободные радикалы обычно связаны с болезнями и старением из-за их роли в окислительном стрессе на клетках, белках и ДНК. Чтобы ограничить это повреждение, клетки производят определенные молекулы, включая антиоксиданты, которые собирают свободные радикалы. Следовательно, можно ожидать, что генерирование радикалов в клетках для получения новых полимеров просто не будет работать. 

«Никто никогда не доказывал, что химия свободных радикалов может происходить внутри клеток — на самом деле догма заключалась в том, что клеточная защита предотвратит это», — говорит Марк Брэдли, чья лаборатория проводила работу в Эдинбургском университете, Великобритания. «Мы показываем, что это не так, и мы можем создавать различные полимеры с помощью методов свободнорадикальной полимеризации». 

Брэдли и его коллеги предприняли попытку, казалось бы, невозможного из-за их понимания механизмов очистки радикалов внутри клеток. Это позволило им предположить, что поглотители свободных радикалов, такие как глутатион — мощный антиоксидант в живых клетках, не будут реагировать достаточно быстро, чтобы погасить необходимые радикалы, необходимые для полимеризации, и предложат уникальный способ изменения и контроля клеток. 

Убежденные в том, что это возможно, исследователи разработали свою технику полимеризации, впервые найдя способ генерировать свободные радикалы внутри клеток. Они сделали это, введя дружественную клетке молекулу фотоинициатора в клеточные культуры человека, которая производит свободные радикалы при освещении ультрафиолетовым светом. Затем команда представила различные биосовместимые мономеры и в клеточных культурах человека. 

Поскольку клетки поглощают как фотоинициатор, так и мономеры, исследователи могут затем использовать ультрафиолетовый свет для запуска производства свободных радикалов внутри клеток. Впоследствии они реагировали с двойными связанными мономерными строительными блоками в цепной реакции, которая производила различные полимеры внутри клеток в зависимости от используемых мономеров. Некоторые полимеры становились флуоресцентными после того, как были сделаны, в то время как другие становились наночастицами или изменяли способ, которым клетки двигались и вели себя. 

«Эта работа представляет собой значительный шаг вперед в нашей способности объединять абиотические материалы с биотическим миром внутри клеток», — комментирует Фрэнки Роусон, который исследует биоэлектронику для контроля клеток в Университете Ноттингема, Великобритания. «Что меня действительно волнует, так это множество приложений, которые этот подход мог бы основывать на сборке активных материалов внутри клеток, от лечения болезней до биоэлектронных систем, содержащих проводящие полимеры». 

Теперь Брэдли хочет выяснить, могут ли полимеры внутри клеток изменять их долговечность и могут ли опухолевые клетки погибать, генерируя определенные полимеры внутри клеток. «Возможности сейчас огромны, — говорит Брэдли. «Это открывает возможности для проведения новых химий внутри клеток — возможно, открывает совершенно новую область химической биологии».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *