В организме человека основным генератором антител, способных бороться с теми или иными заболеваниями, является иммунная система. Ее основная задача - защищать организм от зловредного воздействия бактерий, вирусов и инородных тел всех разновидностей. Ученые из Коннектикута работают над своего рода искусственным аналогом продукта работы иммунной системы, чтобы создать решения для борьбы с заболеваниями, против которых у иммунной системы нет оружия.

Йон Вонг, помощник профессора Школы инжиниринга при Университете Коннектикута, рассказывает, что их заведение получило грант от американского Национального научного фонда на разработку искусственных антител с заданными свойствами. Искусственные антитела во многом похожи на естественные, но они могут в лабораторных условиях подвергаться контролю, диагностировать заранее заданные биологические компоненты, а также должны если не устранять заболевание, то как минимум сделать его управляемым.

Кроме того, искусственные антитела должны играть основную роль в таких разработках, как биосенсоры и создание новых биоматериалов.

Сейчас ученые ведут создание антител, которые призваны бороться с раковыми опухолями. Задача антител одновременно проста и невероятно сложна: им нужно проникнуть в организм, найти раковые клетки и доставить в них химическое лекарство, не трогая здоровые клетки.

"Мы смотрим на такой подход, как на новый рубеж в борьбе с неизлечимыми на сегодня болезнями", - говорит Вонг.

С химической точки зрения антитела - это протеины, генерируемые иммунной системой. Функциональная особенность этих протеинов заключается в том, что они обладают колоссальной химической активностью и способностью связываться с молекулами инородных структур, блокируя их вредоносное воздействие. Каждое антитело имеет два состояния и специфический размер. Вторгающаяся в организм бактерия или вирус покрыты протеинами, способными вступать в контакт с клеточными мембранами. Таким образом, вирус или бактерия вступает в контакт с клеткой.

Задача антитела заключается в том, чтобы создать протеин, которые подойдет к протеину вируса или бактерии и вступит с ним в контакт до того, как вирус начнет атаковать клетку. За счет того, что тело вируса или бактерии оказывается окружено протеинами (антителами), он не может войти в контакт с клеткой.

В большинстве случаев иммунная система здорового человека работает именно так, причем защитная система работает точно и четко. Однако есть ситуации, когда система не может блокировать вирус: тут иммунная система либо не распознает вирус как угрозу, либо она просто не может подобрать к нему протеин. Проблема с раком заключается в том, что раковые клетки - это собственные клетки человека и они не являются объектом атаки.

"Даже несмотря на то, что раковые клетки - это угроза для человека, они часть организма и иммунная система не понимает, что их нужно атаковать. Именно поэтому рак так опасен", - говорит Вонг.

По его словам, сейчас по всему миру проводятся разные исследования, связанные с симуляцией иммунной системы для атаки на различные опасные заболевания. "То, что делаем сейчас мы, это создание искусственных антител, которые будут способны распознать и заблокировать клетки раковых опухолей", - говорит ученый.

Данная работа состоит из трех частей. Во-первых, ученые создают необходимые состояния для связывания протеинов, во-вторых, работают над полимерами, которые обеспечат доставку антител, в-третьих, создают сам метод химической и биологической атаки, который позволит отделить больную клетку от всех здоровых.

"Создаваемая нами техника может быть полезна не только в случае с раком. Она может бороться с туберкулезом, устойчивыми формами многих болезней, золотистый стафилококк и другие", - говорит Вонг.