Brug af magnetotaktiske bakterier i onkologi

Kamil Gareev, Lektor ved ETU "LETI, " retfærdiggjorde udsigterne til at bruge magnetotaktiske bakterier til at behandle ondartede tumorer.

LETI-forskere identificerede magnetotaktiske bakteriers hovedegenskaber og beskrev mulighederne for deres anvendelse i medicin. De opnåede resultater vil hjælpe med at skabe teranostiske midler inden for neuroonkologi og kardiobeskyttelse. Resultaterne af den fælles undersøgelse med kolleger fra St. Petersburg State University, RAS Institut for Cytologi, og RAS Institute of Biotechnology blev publiceret som en oversigtsartikel i tidsskriftet Magnetokemi .

Magnettaktiske bakterier (MTB) er kendetegnet ved deres evne til at syntetisere magnetosomer, særlige cellulære organeller, hvori magnetitbiomineralisering sker. Takket være deres magnetiske egenskaber, MTB'er og isolerede magnetosomer kan bruges i medicin til at bekæmpe kræft. Ved hjælp af magnetosomer, lægemidler kan transporteres direkte til den ondartede tumor. Ud over, videnskabsmænd sigter mod at studere dannelsen af ​​bakterielle magnetitkrystaller inde i MTB-celler, mekanismerne for magnetostatisk interaktion mellem individuelle magnetosomer, og deres kemiske og aggregative stabilitet uden for bakteriecellerne. Disse resultater vil blive kernen i forskning i palæomagnetisme og magnetiske fænomeners fysik.

I øjeblikket, videnskabsmænd fra Tyskland, Frankrig, Brasilien, USA., og Japan er engageret i storstilet forskning i magnetotaktiske bakterier. LETI-forskernes forskning vil være den første i St. Petersborg. LETI valgte en tværfaglig tilgang:universitetet dannede et forskerhold, som omfatter specialister inden for forskellige områder—fysik af magnetiske fænomener, stenmagnetisme og magnetofossiler, neuroonkologi, og målterapi baseret på nanopartikler, samt syntese af sammensatte magnetiske partikler baseret på jernoxid. Det vil gøre det muligt at gennemføre en alsidig undersøgelse og opnå objektive resultater.

"Vi forventer i sidste ende at fuldføre den fulde forskningscyklus - fra fermentering af MTB'er i automatiserede bioreaktorer med høj kapacitet af stort volumen og evaluering af deres fysiske egenskaber til funktionalisering af magnetosomer med lægemidler og deres laboratorietests. Således, under forudsætning af, at de fastsatte mål nås, for første gang i vores by, der vil være resultater i verdensklasse inden for dette videnskabsområde, " siger Gareev, Lektor ved Institut for Mikro- og Nanoelektronik i LETI, Seniorforsker i Ingeniørcenter for Mikroteknologi og Diagnostik

Den næste fase af at studere MTB'er vil bringe forskere tættere på den praktiske brug af strukturer baseret på bakterielle magnetosomer i medicin som nye værktøjer til målrettet medicinafgivelse, hypertermi behandling, og kontrastmidler til magnetisk resonansbilleddannelse. "Sammenlignet med aktuelt anvendte strukturer baseret på syntetiske jernoxidnanopartikler, bakteriel magnetit har bedre kemisk stabilitet, høj ensartethed i form og størrelse, og, endnu vigtigere, høj biokompatibilitet, " kommenterede Gareev.

LETI-forskere opnåede de første resultater af at studere magnetiske nanopartikler i 2013, og siden da, forskning i denne retning er fortsat. Indtil 2021, forskningen fokuserede hovedsageligt på egenskaberne af syntetisk, snarere end biogen, magnetiske nanopartikler, såsom magnetosomer. Den langsigtede erfaring gjorde det muligt for forskere at gå videre til en fuldgyldig undersøgelse af magnetotaktiske bakterier og bakterielle magnetosomer.