MEMS наноинъектор — самый маленький в мире медицинский шприц для проведения генетических модификаций

MEMS наноинъектор — самый маленький в мире медицинский шприц для проведения генетических модификаций

В настоящее время пересадка генов или инъекция молекул искусственной ДНК в живые клетки проводится при помощи крошечной стеклянной пипетки, наполняемой раствором с генетическим материалом. Этот метод, называемый микроинъекцией, обладает одним существенным недостатком, вместе с генетическим материалом в клетку попадает достаточное количество лишней жидкости, что в 25 процентах случаев приводит к раздуванию клетки, разрыву клеточной мембраны и ее гибели. Благодаря работе исследователей из Университета имени Брихама Янга (Brigham Young University) у ученых появился способ избежать разрушения клеток при введении в них синтетической ДНК. Эти исследователи разработали и создали микроэлектромеханическую систему (MEMS), которая вводит ДНК внутрь яйцеклетки напрямую, без использования дополнительных жидкостей.
«Мы используем силы электрической природы для того, чтобы удерживать и отталкивать молекулы ДНК на острие крошечного электрически проводящего «копья», которое является инструментом проведения инъекции» — рассказывает профессор Брайан Дженсен (Brian Jensen), — «Используя положительный электрический потенциал, мы заставляем молекулы ДНК закрепиться на кончике иглы, которая затем вводится внутрь живой клетки, пронзая ее мембрану.

Отрицательный электрический потенциал отталкивает молекулы ДНК, которые попадают во внутренний объем ядра клетки».
Игла наноинъектора настолько мала, что прокол мембраны с ее помощью никак не влияет на саму клетку. И при помощи такого устройства все клетки, подвергшиеся процедуре инъекции, остаются полностью жизнеспособными. Кроме этого, использование сил электрической природы, которыми достаточно просто управлять при помощи традиционных методов, позволит полностью автоматизировать процедуру инъекции, убрав из нее кропотливую ручную работу и влияние непредсказуемого человеческого фактора.

Следующим шагом, который намерены предпринять ученые, является создание сложной микроэлектромеханической системы с множеством «копий» наноинъекторов, при помощи которых можно будет производить генетическую модификацию сотен тысяч клеток за один раз. «Не стоит бояться, это будет использовано не для создания животных или людей-мутантов. Таким способом мы получим возможность проведения генной терапии при помощи культур клеток, изъятых прямо из тела пациента» — рассказывает профессор Брайан Дженсен.