I ricercatori della Queen's University stanno usando campi magnetici per influenzare un tipo specifico di batteri a nuotare contro forti correnti, aprendo la possibilità di utilizzare gli organismi microscopici per la somministrazione di farmaci in ambienti con microflussi complessi, come il flusso sanguigno umano.

Guidato da Carlos Escobedo (Ingegneria Chimica) e dal dottorando Saeed Rismani Yazdi (Ingegneria Chimica), la ricerca si è concentrata sullo studio e sulla manipolazione della mobilità dei batteri magnetotattici (MTB), minuscoli organismi che contengono nanocristalli sensibili ai campi magnetici. Le loro scoperte sono state recentemente pubblicate su una rivista di nano e microscienza Piccolo .

"Le MTB hanno piccoli organelli (nanoscopici) chiamati magnetosomi, che agiscono come l'ago di una bussola che li aiuta a navigare verso luoghi ricchi di sostanze nutritive in ambienti acquatici - i loro habitat naturali - utilizzando il campo magnetico terrestre, "dice il dottor Escobedo. "In natura, La MTB gioca un ruolo chiave nei cicli della Terra influenzando la biogeochimica marina attraverso il trasporto di minerali e sostanze organiche come nutrienti".

Dopo aver studiato come le MTB rispondono a campi magnetici e correnti simili a quelli che si trovano nei loro habitat naturali, il team ha introdotto correnti e campi magnetici più forti per vedere se i batteri potevano ancora navigare con successo.

"Quando abbiamo aumentato la velocità del flusso e la forza del campo magnetico, siamo rimasti sbalorditi dalla capacità della MTB di nuotare con forza e in modo concertato contro corrente, ", afferma il signor Rismani Yazdi. "Sono stati persino in grado di nuotare facilmente attraverso una forte corrente quando abbiamo spostato il magnete perpendicolarmente al flusso".

Il successo del team nel dirigere la MTB attraverso un ambiente complesso e in rapido movimento potrebbe essere un passo significativo verso l'utilizzo dei batteri per trasportare i prodotti farmaceutici attraverso il flusso sanguigno umano per trattare direttamente i tumori.

"Prossimo, abbiamo in programma di legare farmaci terapeutici ai corpi batterici per il trasporto, "dice il dottor Escobedo.

Fare così, il team sta collaborando con il gruppo guidato da Peter Davies (Biochimica), Cattedra di ricerca canadese in ingegneria delle proteine, che stanno cercando di capire come far aderire i farmaci antitumorali esistenti ai batteri, nonché come far rilasciare loro i farmaci una volta raggiunta la destinazione prescelta.

Il team ha anche collaborato con il Dr. Madhuri Koti del Queen's Cancer Research Institute e ha in programma di affinare la loro capacità di dirigere l'MTB verso i tumori con un alto grado di precisione. Insieme, il team utilizzerà campi magnetici per guidare i batteri da un'estremità di un microcanale su un minuscolo vetrino da microscopio fino a campioni di tessuto canceroso sottoposto a biopsia all'altra estremità.

Il Dr. Escobedo spera che il loro approccio multidisciplinare a questa ricerca aiuterà a sbloccare il potenziale della MTB come un biologico, efficace, e formidabile metodo di somministrazione del farmaco.

"Abbiamo dimostrato che le proprietà naturali dei batteri possono essere sfruttate per guidarli in condizioni di flusso complesse e forti, molto più impegnativi di quelli che si trovano in natura, che apre opportunità non solo nel campo della somministrazione di farmaci, ma anche in altre applicazioni biomediche, " ha concluso il signor Rismani Yazdi.