Биоинженеры из Стэндфордского университета в Пало-Альто (США), под руководством Уткана Демирчи (Utkan Demirci), смогли заставить живые клетки левитировать. По высоте такой левитации можно сортировать клетки, например, чтобы отличать раковые от здоровых. Статью об этом, опубликованную в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, пересказывает сайт журнала Science.
Все живые клетки и ткани обладают естественным магнетизмом, а значит, в магнитном поле могут подниматься в воздух. Это продемонстрировал, например, будущий первооткрыватель графена Андрей Гейм, заставив с помощью магнитов левитировать лягушку, и даже получивший за это Игнобелевскую премию.
Увы, заставить тем же способом летать отдельные клетки организма не получится. С их размерами, которые измеряются в микронах, возникающей магнетической силы просто не хватает, чтобы поднять их вес. Обычно, чтобы заставить микроскопические объекты левитировать в магнитном поле, их насыщают наночастицами оксида серебра. Однако для живых клеток эти частицы токсичны.
Демирчи с коллегами смогли решить эту проблему, заставив левитировать не сами клетки, а окружающую их среду. Делается это так: клетка помещается в узкую трубочку, наполненную раствором с плавающими в нем частицами редкоземельного металла гадолиния, обладающего сильным магнетизмом. По бокам трубочки идут стерженьки-магниты, толщиной примерно с зубочистку. Когда на эти магнитики подается ток, под их действием частицы гадолиния опускаются вниз, соответственно выталкивая клетку вверх.
При этом клетки с разной плотностью поднимаются на разную высоту. Те, что имеют ту же плотность, что и частицы гадолиния, оказываются в середине трубочки. Более плотные клетки «тонут», располагаясь ниже. Таким образом, клетки можно сортировать, глядя на левитацию в микроскоп (изображение в его объектив попадает от окружающих трубочку зеркал).
Например, раковые клетки парят в растворе выше, чем более плотные клетки крови, то есть таким способом раковые клетки обнаруживаются лучше, чем традиционными методами. Также с помощью левитации можно отделить белые кровяные тельца (лейкоциты) от красных (эритроцитов), а значит, можно регистрировать пониженное содержание лейкоцитов, часто возникающее при химиотерапии. Наконец, можно изучать действие на клетки лекарств, которое часто отражается как раз на их плотности.
«Если это правда, это может стать настоящим прорывом в самых разных областях медицины», — сказал работу коллег Джон Минна (John Minna), специалист по исследованию злокачественных опухолей из Юго-Восточного медицинского центра при университете Техаса в Далласе.
