Maßanzüge für Würmer, die funktionelle Fracht liefern können

Nackte A. simplex und A. simplex, beschichtet mit einer Hydrogelhülle, die einen Fluoreszenzfarbstoff enthält. Bildnachweis: Shinji Sakai

James Bonds legendärer Quartiermeister Q stellte dem Spezialagenten eine endlose Reihe von Werkzeugen und Gadgets zur Verfügung, um ihm bei der Erfüllung seiner Missionen zu helfen. Jetzt haben Forscher aus Japan die gleiche Fähigkeit bewiesen, mikroskopisch kleine Würmer mit einem überraschenden Arsenal an funktionellen und schützenden Faktoren auszustatten.

Forscher der Universität Osaka haben herausgefunden, dass winzige freilaufende Würmer, sogenannte Nematoden, mit Hydrogel-basierten „Hüllen“ umhüllt werden können, die weiter modifiziert werden können, um funktionelle Fracht zu tragen. Ihre Studie wurde veröffentlicht in Materialien heute Bio.

Nematoden leben frei, mikroskopisch kleine Würmer die typischerweise im Boden oder in anderen Umweltnischen leben und in einigen Fällen in die eindringen können menschlicher Körper. Anisakis simplex, ein Nematode, der normalerweise darin lebt marine Umgebungen aber Menschen besiedeln kann, wenn es eingenommen wird, hat eine ungewöhnliche Vorliebe für Krebszellen gezeigt.

“Es wurde berichtet, dass A. simplex Krebs wahrnimmt, möglicherweise indem es einen Krebsgeruch wahrnimmt, und sich an Krebsgewebe anlagert”, sagt Wildan Mubarok, Erstautor der Studie. “Dies veranlasste uns zu der Frage, ob es verwendet werden könnte, um Krebsbehandlungen direkt an Krebszellen im menschlichen Körper abzugeben.”

Um diese Möglichkeit zu untersuchen, entwickelten die Forscher zunächst ein System zum Aufbringen von Hydrogelhüllen auf Nematoden, indem sie sie in eine Reihe von Lösungen tauchten, die Chemikalien enthielten, die sich aneinander binden, um eine gelartige Schicht auf ihrer gesamten Oberfläche zu bilden. Dieser Prozess passt im Wesentlichen einen etwa 0,01 mm dicken Anzug in etwa 20 Minuten an den Wurm an.

„Die Ergebnisse waren sehr eindeutig“, sagt Shinji Sakai, Seniorautor der Studie. “Die Hüllen beeinträchtigten in keiner Weise das Überleben der Würmer und waren flexibel genug, um die Beweglichkeit und die natürliche Fähigkeit der Würmer, attraktive Gerüche und chemische Signale zu erkennen, aufrechtzuerhalten.”

Als nächstes beluden die Forscher die Hüllen mit funktionellen Molekülen und stellten fest, dass dies die Würmer davor schützte ultraviolettes Licht oder Wasserstoffperoxid. Darüber hinaus könnten die Hüllen mit Anti-Krebs-Wirkstoffen beladen werden, die die Nematoden, geschützt, aber ungehindert durch ihre Hydrogel-Panzerung, transportieren und zum Töten ausliefern könnten Krebszellen in-vitro.

“Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass Nematoden in Zukunft möglicherweise dazu verwendet werden könnten, funktionelle Fracht an eine Reihe spezifischer Ziele zu liefern”, sagt Mubarok. Angesichts der Anpassungsfähigkeit der Hydrogel-Hüllen ist dieses wurmbasierte Abgabesystem nicht nur für die Abgabe vielversprechend Anti-Krebs-Medikamente zu Tumorzellen bei Patienten, aber es hat auch potenzielle Anwendungen in anderen Bereichen, z. B. bei der Abgabe nützlicher Bakterien an Pflanzenwurzeln.


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Mehr Informationen:
Wildan Mubarok et al, Oberflächenfunktionalisierung von Nematoden mit in situ maßgeschneiderten Hydrogelhüllen, Materialien heute Bio (2022). DOI: 10.1016/j.mtbio.2022.100328

Zur Verfügung gestellt von
Osaka-Universität

Zitat: Maßanzüge für Würmer, die funktionale Fracht liefern können (2022, 22. Juni), abgerufen am 22. Juni 2022 von https://phys.org/news/2022-06-custom-worms-functional-cargo.html

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