Nanoroboty bojujúce proti rakovine môžu vyhľadávať a ničiť nádory

Výskumníci vytvorili nanoboty, ktoré sú schopné zmenšiť nádorové bunky, čo je prístup, ktorý by mohol pomôcť pri liečbe rakoviny.

DNA origami v posledných dvoch desaťročiach vyvinula výrobu v atómovom meradle na vytváranie čoraz zložitejších štruktúr. (Zdroj obrázka: Arizona State University)

Vedci úspešne vyvinuli nanoroboty pomocou DNA origami, ktoré dokážu zmenšiť nádory tým, že prerušia ich zásobovanie krvou, čím vydláždia cestu novým terapiám rakoviny. Každý nanorobot je vyrobený z plochého, obdĺžnikového DNA origami listu s rozmermi 90 nanometrov x 60 nanometrov.

Kľúčový enzým zrážania krvi, nazývaný trombín, je pripojený k povrchu. Trombín môže blokovať prietok krvi v nádore zrážaním krvi v cievach, ktoré vyživujú rast nádoru, čo spôsobuje určitý druh nádorového mini-srdcového infarktu a vedie k smrti nádorového tkaniva, uviedli vedci. Vyvinuli sme prvý plne autonómny robotický systém DNA pre veľmi presný dizajn liekov a cielenú liečbu rakoviny, povedal Hao Yan z Arizona State University (ASU) v USA.

Okrem toho je táto technológia stratégiou, ktorú možno použiť pri mnohých typoch rakoviny, pretože všetky krvné cievy vyživujúce pevný nádor sú v podstate rovnaké, povedal Yan. DNA origami v posledných dvoch desaťročiach vyvinula výrobu v atómovom meradle na vytváranie čoraz zložitejších štruktúr. Tehly na stavbu ich štruktúr pochádzajú z DNA, ktorá sa môže sama poskladať do najrôznejších tvarov a veľkostí – všetko v mierke tisíckrát menšej ako je šírka ľudského vlasu – v nádeji, že jedného dňa prinesie revolúciu vo výpočtovej technike, elektronike a medicína.

Až doteraz bola výzva pre pokrok v nanomedicíne ťažká, pretože vedci chceli navrhnúť, postaviť a starostlivo kontrolovať nanoroboty, aby aktívne hľadali a ničili rakovinové nádory – pričom nepoškodzovali žiadne zdravé bunky. Výskumníci vrátane tých z Čínskej akadémie vied prekonali tento problém pomocou jednoduchej stratégie na veľmi selektívne vyhľadávanie a vyhladovanie nádoru.

Tieto nanoroboty môžu byť naprogramované tak, aby prenášali molekulárne užitočné zaťaženie a spôsobovali blokády krvného zásobovania nádoru na mieste, čo môže viesť k smrti tkaniva a zmenšeniu nádoru, povedal Baoquan Ding, profesor z Národného centra pre nanovedu a technológiu (NCNST) v Číne. Na vykonanie štúdie vedci použili model myšacieho nádoru, kde sa ľudské rakovinové bunky vstrekujú do myši, aby vyvolali agresívny rast nádoru. Akonáhle nádor rástol, nanoroboty boli nasadené, aby prišli na záchranu.

Nanorobot je naprogramovaný tak, aby útočil iba na rakovinové bunky, uviedli vedci. Akonáhle sa nanorobot naviaže na povrch krvných ciev nádoru, dopraví svoj nič netušiaci liek do samotného srdca nádoru, čím odhalí enzým nazývaný trombín, ktorý je kľúčom k zrážaniu krvi. Nanoroboty pracovali rýchlo, zhromaždili sa vo veľkom počte, aby rýchlo obklopili nádor len niekoľko hodín po injekcii.