Till raden av hästar, åsnor, kameler och andra djur som har tjänat mänskligheten som flockdjur eller lastdjur, forskare anlitar nu bakterier för att transportera nanomedicinlaster genom människokroppen. De rapporterade om framstegen med att utveckla dessa "backpacking"-bakterier - så små att en miljon skulle passa på huvudet av en nål - här idag på 243 rd National Meeting &Exposition av American Chemical Society (ACS).
"Lastbärande bakterier kan vara ett svar på en stor vägspärr när det gäller att använda nanomedicin för att förhindra, diagnostisera och behandla sjukdomar, " David H. Gracias, Ph.D., sa ledaren för forskargruppen. Gracias förklarade att nanoteknik är konstruktionen av ultrasmå maskiner och andra enheter. Dessa enheter saknar i allmänhet praktiska självförsörjande motorer för att flytta partiklar av medicin, sensorer och annat material till sjuka delar av kroppen. Så varför inte fästa sådan last på bakterier, som har självframdrivningssystem, och låta dem vandra runt i människokroppen?
"För närvarande, det är svårt att konstruera mikropartiklar eller nanopartiklar med förmåga till självgående rörelse i väldefinierade banor under biologiskt relevanta förhållanden, " sa Gracias. Han är vid Johns Hopkins University i Baltimore, Maryland. "Bakterier kan göra det här lätt, och vi har konstaterat att bakterier kan bära last."
Dessutom, bakterier kan svara på specifika biokemiska signaler på ett sätt som gör det möjligt att styra dem till önskade delar av kroppen. Väl där, bakterier kan slå sig ner, deponerar sin last och växer naturligt. Bakterier lever redan över hela kroppen, speciellt i tjocktarmen, med bakterieceller som är fler än mänskliga celler 10-till-1. Trots deras populära rykte som sjukdomsorsakare, det finns bakterier i människokroppen, speciellt i tarmkanalen, som inte är skadliga, och backpackers faller i den kategorin.
Gracias bakterier bär egentligen inte små nylon- eller canvasryggsäckar. Deras "ryggsäckar" är molekyler eller enheter i mikro- eller nanostorlek som har användbara optiska, elektrisk, magnetisk, elektriska eller medicinska egenskaper. Lasterna som teamet testade varierade också i storlek, form och material. Än så länge, laget har laddat pärlor, nanotrådar och litografiskt tillverkade nanostrukturer på bakterier.
Andra forskare försöker värva bakterier för att transportera nanolast. De har redan etablerat, till exempel, att stora mängder bakterier — så kallade "bakteriella mattor" — kan flytta små föremål. Gracias forskning fokuserar på att fästa ett stycke last på en enskild bakterie, snarare än många bakterier till mycket större last. Bakterierna, kallas "biohybridenheter, "kan fortfarande röra sig fritt, även med lasten fast vid dem.
"Detta är ett mycket tidigt stadium av utforskande forskning för att försöka möjliggöra nya funktioner för medicin på mikro- och nanoskala genom att utnyttja egenskaper från bakterier, ", förklarade Gracias. "Våra nästa steg skulle vara att testa genomförbarheten av backpackingbakterierna för att diagnostisera och behandla sjukdom i laboratorieexperiment. Om det visar sig möjligt, vi skulle gå vidare till tester på laboratoriemöss. Detta kan ta några år att slutföra."
