Китайские учёные научили животных «питаться» светом — клетки млекопитающих наделили способностью к фотосинтезу
Давняя байка об индийских йогах, питающихся солнечным светом, обрела реальные очертания в работах китайских медиков. И дело ведь не только в питании. Болезни и возрастные изменения часто приводят к нарушению внутриклеточного метаболизма и выработки энергии (молекул АТФ). Если клетки животных и даже человека наделить способностью синтезировать АТФ благодаря солнцу или даже искусственному освещению, это в корне изменит жизнь людей.
Источник изображения: ИИ-генерация Grok 4/3DNews
О прорыве сообщили исследователи из Медицинской школы Чжэцзянского университета (Zhejiang University). Они разработали крайне нетривиальный метод лечения дегенеративных клеточных заболеваний у животных с помощью растительных фотосинтезирующих наночастиц. Они ввели в клетки млекопитающих искусственным образом созданные нанотилакоиды — структуры, заимствованные из хлоропластов растений, которые активировались светом и восстанавливали нарушенные взаимодействия между органеллами клетки. Это позволило повысить энергетический обмен и вернуть клеткам устойчивость к метаболическому стрессу, характерному для болезней и старения.
Учёные сначала измельчили тилакоидные мембраны клеток растений до частиц размером около 758 нм, в процессе чего получили наночастицы диаметром примерно 130 нм. В клетках растений такие структуры улавливают свет и превращают его в химическую энергию (производят NADPH и АТФ). Но это только начало пути. Главное было не вызвать иммунный ответ клеток животных на вторжение растительной ДНК. Чтобы этого избежать, учёные «закамуфлировали» растительные мембраны фрагментами клеточной мембраны клеток подопытных млекопитающих и тем самым обманули иммунитет животных.
После этого чувствительные к свету тилакоидные мембраны вводили напрямую в поражённые ткани (например, в межпозвоночные диски крыс и кроликов). Без света они неактивны, а при освещении (через имплантируемые беспроводные LED-устройства, управляемые смартфоном) запускали фотосинтез внутри животной клетки даже глубоко в организме животных. Это восстанавливало нарушенные взаимодействия между митохондриями и другими компонентами живых клеток, нормализуя уровень кальция, повышая пропускную способность мембран и обеспечивая дополнительную энергию больным клеткам.
Разработка открывает широкие перспективы для лечения различных заболеваний, связанных с нарушением взаимодействия органелл, включая возрастные патологии и поражения глубоких тканей. Авторы подчёркивают, что подход представляет собой концептуально новую терапию на основе природных фотосинтетических систем и может стать основой для будущих методов регенеративной медицины у людей. Ограничения, связанные с проникновением света, уже частично преодолены, и исследователи планируют дальнейшие испытания для расширения применения технологии.
© 3DNews
