Клеточная «мембрана на чипе» поможет быстрее найти лекарство от COVID-19

Ученые разработали «мембрану на чипе» человеческих клеток. Она позволяет непрерывно отслеживать, как лекарства и инфекционные агенты взаимодействуют с нашими клетками. Вскоре новая разработка может быть использована для тестирования потенциальных лекарств-кандидатов на COVID-19. Результаты исследования были опубликованы в двух последних статьях в Langmuirи ACS Nano.

Исследователи из Университета Кембриджа, Университета Корнелла и Стэнфордского университета заявили, что их устройство может имитировать клетки любого типа — бактериальные, человеческие или даже жесткие клеточные стенки растений. Их эксперименты также показали, как именно COVID-19 атакует клеточные мембраны человека и, что более важно, как он может блокироваться.

Устройства были сформированы на чипах, сохраняя ориентацию и функциональность клеточной мембраны, и успешно использовались для контроля активности ионных каналов, класса белков в клетках человека. Именно они являются мишенью для более чем 60% утвержденных фармацевтических препаратов.

Клеточные мембраны играют центральную роль в биологической передаче сигналов, контролируя все — от облегчения боли до заражения вирусом. Они выступают в роли «привратника» между клеткой и внешним миром. Команда решила создать датчик, который сохраняет все критические аспекты клеточной мембраны — структуру, текучесть и контроль движения ионов — без трудоемких шагов, необходимых для поддержания жизни клетки.

Устройство использует электронный чип для измерения любых изменений в вышележащей мембране, извлеченной из клетки. Это позволяет ученым безопасно и легко понять, как клетка взаимодействует с внешним миром.

Исследователи разработали «мембрану на чипе» человеческих клеток, которая позволяет непрерывно отслеживать, как лекарства и инфекционные агенты взаимодействуют с нашими клетками, и вскоре может быть использована для тестирования потенциальных лекарств-кандидатов на COVID-19. Предоставлено: Сьюзен Дэниел/Корнельский университет

Новое изобретение объединяет клеточные мембраны с проводящими полимерными электродами и транзисторами. Чтобы создать мембраны на чипе, команда Корнельского университета сначала оптимизировала процесс производства мембран из живых клеток, а затем, работая с командой из Кембриджа, соединила их с полимерными электродами таким образом, чтобы сохранить все их функциональные возможности. Гидратированные проводящие полимеры обеспечивают более «естественную» среду для клеточных мембран и позволяют надежно контролировать ее функцию.

Команда Стэнфорда оптимизировала полимерные электроды для мониторинга изменений в мембранах. Устройство больше не опирается на живые клетки. Они часто технически сложны для поддержания жизни и требуют значительного внимания, и измерения могут продолжаться в течение длительного периода времени.

Поскольку мембраны производятся из человеческих клеток, это похоже на биопсию поверхности этой клетки — у ученых есть весь материал, который должен присутствовать, включая белки и липиды, но нет никаких проблем с использованием живых клеток.

Этот тип скрининга обычно проводится фармацевтической промышленностью с живыми клетками, но наше устройство ученых предоставляет более легкую альтернативу.

На сегодняшний день целью исследования, поддержанного финансированием Агентства оборонных исследовательских проектов США (DARPA), было показать, как вирусы, такие как грипп, взаимодействуют с клетками. Теперь DARPA предоставило дополнительное финансирование для проверки эффективности устройства при проверке потенциальных кандидатов на наркотики для COVID-19 безопасным и эффективным способом.

Учитывая значительные риски, связанные с исследователями, работающими над SARS-CoV-2, вирусом, вызывающим COVID-19, ученые в рамках проекта сосредоточатся на создании вирусных мембран и их слиянии с чипами. Учеными могут быть идентифицированы новые лекарства или антитела для нейтрализации вирусных пиков, которые используются для проникновения в клетку-хозяина. Ожидается, что эта работа начнется 1 августа.

Читать также

Германия стала первой крупной экономикой, которая отказывается от угля и ядерной энергетики

Выяснилось, что заставило цивилизацию майя покинуть свои города

Посмотрите на голое ядро гигантской планеты: ученые нашли подобное впервые

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
В Китае установили мировой рекорд: 11 787 дронов создали световое шоу
Новости
Вирус герпеса перестраивает геном человека, но есть способ его остановить
Наука
Разработаны роботы размером с игрушечную машинку для ремонта водопроводных труб
Новости
В Самаре запустили первый в России дата-центр, объединяющий майнинг и ИИ
Новости
Болезнь Паркинсона на ранней стадии определят по ушной сере
Наука
BI-стратегия компании: что она дает и как ее создать
Мнения
В Мариинке показали оперу, которую дописал искусственный интеллект
Новости
Открыт нейронный путь, который приводит к бессонице после перенесенного стресса
Наука
Китайский маглев установил рекорд: разогнался до 650 км/ч за семь секунд
Новости
Австралийские бабочки используют звезды для навигации в пространстве
Наука
Древний череп из Китая впервые позволил понять, как выглядели денисовцы
Наука
Открыта загадочная связь между уровнем кислорода и магнитным полем Земли
Космос
Альтернатива сжиганию: разработана технология переработки угля в высокотехнологичное сырье
Наука
Ракета Starship Илона Маска взорвалась на площадке при подготовке к испытаниям
Космос
TECNO MEGABOOK K15S: универсальный ноутбук для тех, кто работает, создает и отдыхает
Кейсы
Два китайских спутника встретились на орбите Земли
Космос
В Москве пройдет второй Международный технологический конгресс МТК-2025
Новости
Из перовскита создали датчик изображения, который улавливает в три раза больше света
Новости
ИИ научили предсказывать риск провала технологических новинок
Новости
Разработан нанопластырь с микроиглами, который может заменить биопсию
Наука