Ученые создали наноробота, подавляющего рост раковых клеток. Он представляет собой наноструктуру на основе ДНК, которая содержит внутри себя шесть аминокислотных цепей, собранных в гексагональный узор. Когда наноробот оказывается в условиях, соответствующих раковой клетке, он высвобождает лечебные пептиды, которые подавляют рост опухоли. В мышиной модели рака молочной железы эти нанороботы привели к снижению роста опухоли на 70%. Исследование опубликовано в журнале Nature Nanotechnology.
Нанороботами в медицине называют молекулярные структуры с программируемым поведением, которые могут точно взаимодействовать и манипулировать другими объектами. Сейчас они считаются одной из самый перспективных технологий для борьбы с заболеваниями и доставки лекарств, так как обладают биосовместимостью с тканями организма. Кроме того, благодаря стабильной однородной структуре они способны переносить фармацевтические препараты, адресно доставляя биологически активные молекулы. Одной из технологий создания таких молекулярных структур и приспособления их под разные нужды стало ДНК-оригами.
Ученые из Каролинского института в Швеции с помощью компьютерного моделирования сконструировали наноробота, который переносит внутри себя пептиды, подавляющие рост опухоли молочной железы. Наноробот состоит из смешанных длинной каркасной цепью ДНК и заранее синтезированных маленьких отрезков ДНК («ДНК-скрепки»). Когда наноробот попадает в кислую pH-среду (например, рядом с раковыми клетками), он меняет свое пространственное строение таким образом, чтобы изнутри показывались шесть аминокислотных цепей.
«Этот гексагональный наноузор пептидов становится смертельным оружием. Если бы вы вводили его как обычное лекарство, оно бы начало беспорядочно убивать клетки в организме, что привело бы к печальным последствиям. Чтобы обойти эту проблему, мы спрятали оружие внутри наноструктуры, созданной из ДНК», — объясняет руководитель исследования, профессор Бьёрн Хегберг из Каролинского института.
Опухолевые клетки получают энергию преимущественно из процесса гликолиза, а не окислительного фосфорилирования, как большинство клеток. Поэтому в межклеточном пространстве накапливаются кислые продукты их метаболизма, которые понижают pH среды. Новые нанороботы реагируют на эти условия и высвобождают лечебные соединения. Скрытое внутри наноструктуры при нормальном pH 7,4 пептидное «оружие» при pH=6,5 уничтожает клетки.
Затем исследователи протестировали наноробота, сделав инъекцию мышам с раком молочной железы. Это привело к снижению роста опухоли на 70% по сравнению с мышами, которым вводили неактивную версию наноробота.
Исследователи также планируют изучить, можно ли сделать наноробота более избирательным, поместив на его поверхность белки или пептиды, которые специфически связываются с определенными типами рака.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
