ДНА Оригами Наноботс Килл Туморс ин Гроундбреакинг Студи

Сваке године се у Сједињеним Државама открије готово 1,7 милиона нових случајева рака, а сваке године од рака се тражи само 600.000 живота само у САД-у, што га чини другим водећим узроком смрти на националној разини. Третман је понекад гори од болести, јер инвазивне операције могу бити трауматичне, а хемотерапија може проузроковати ефекте који не утичу на циљ, а који изазивају пустош на цијелом тијелу. Али нова техника је описана у Натуре Биотецхнологи који користи нанороботе - буквално микроскопске роботе - да специфично циља на туморе и прекине њихов доток крви има потенцијал да заувек промени лечење.

У раду, објављеном у фебруару, међународни тим научника показао је ефикасност коришћења ДНК наноробота за напад на туморе код мишева и свиња са раком. Роботи са нанометарским величинама направљени су од ДНК који се одвија управо у право вријеме и на мјесту гдје се лијек може испоручити само тачну мету у телу. ДНК, савијена као оригами пакет, држала је молекуле тромбина, ензима који ствара крвни угрушак.

Да би тестирао да ли овај нови систем за испоруку лекова функционише, тим научника са државног универзитета у Аризони и Националног центра за нанознаност и технологију Кинеске академије наука убризгао је нанороботе у крвотоке мишева са туморима. Открили су да третман ефикасно циља на туморе, зауставља њихов раст и чак покреће туморску смрт.

Међутим, заустављање раста тумора није довољно да се докаже рад дроге, јер мора доказати да је сигуран. Тако су истраживачи убризгавали и нанороботе у крвне трагове бама минијатурних свиња, за које се показало да су добри модели за тестирање прелиминарне безбедности лека за људе. Једна од главних брига код наноробота је да могу ући у мозак и изазвати ударце, али то се није десило са животињама које су тестиране.

Прецизност наноробота, због чега је њихов потенцијал за безбедно лечење рака тако велики, последица је њихове прецизно израђене структуре. "Пакет" који се састоји од ДНК листова, димензија 60 к 90 нанометара, омотава молекуле тромбина. Са спољне стране пресавијених листова су молекули који се нулирају на нуклеолину, протеину који је присутан у слузници крвних судова повезаних са растућим туморима.

Ови молекули, названи аптамери, обоје циљају право мјесто за давање лијекова и уствари, отворите ДНК лист како бисте изложили тромбин када наноробот пронађе право место. У теорији, када се тромбин ослободи, згрушава се крв која улази у тумор, и тако изгладњује кисик који треба да расте. Ова метода, која суштински гуши тумор, подсјећа на класу лијекова за рак позната као инхибитори ангиогенезе, који помажу у инхибирању раста крвних судова који хране туморе.

Ови нанороботи показују велико обећање, али још нису спремни за људе. Да би тамо стигли, истраживачи траже клиничке партнере да даље развијају овај пут лечења. Ипак, чињеница да изгледа да ради код мишева и свиња чини вјероватним да ће нанороботи попут ових бити доступни као третмани рака у нашим животима.

Апстрактан: Роботи са наностепеним потенцијалима имају потенцијал као интелигентни системи за испоруку лекова који реагују на молекуларне окидаче. Користећи ДНА оригами конструисали смо аутономни ДНК робот програмиран да преноси корисне токове и представи их посебно у туморима. Наш наноробот је функционализован споља са ДНК аптамер који веже нуклеолин, протеин специфично експримиран на ендотелијалне ћелије повезане са тумором, и тромбин у оквиру унутрашње шупљине. Аптамер који циља нуклеолином служи и као циљни домен и као молекуларни окидач за механичко отварање ДНК наноробота. Унутрашњи тромбин је тако изложен и активира коагулацију на месту тумора. Користећи мишје моделе који носе туморе, демонстрирамо да интравенозно убризгани ДНК нанороботи испоручују тромбин специфично за крвне судове повезане са тумором и индукују интраваскуларну тромбозу, што резултира некрозом тумора и инхибицијом раста тумора. Наноробот се показао сигурним и имунолошки инертним код мишева и бама минијатурних свиња. Наши подаци показују да ДНК нанороботи представљају обећавајућу стратегију за прецизну доставу лека у терапији рака.