Нанороботов из ДНК научили лечить мышей от рака

Исследователи из Каролинского института, Швеция, создали нанороботов на биологической основе, которые начали убивать раковые клетки у мышей. Суть специфической автоматизации в том, что «оружие» действует только на опухоль.


Ранее в том же медицинском вузе сконструировали структуры, которые могут организовывать так называемые рецепторы смерти на поверхности клеток. Изобретения микроскопического размера содержат шесть пептидов (аминокислотных цепей), собранных в форме шестиугольника.

Профессор Бьорн Хегберг объяснил, что этот наноразмерный «узор» из пептидов становится смертельным для болезнетворных клеток. Но если вводить новинку как традиционное лекарство, то она начала бы без разбора убивать клетки в организме. Чтобы воздействие стало избирательным, учёные спрятали «оружие» внутри наноструктуры из ДНК.

Таинство построения наноразмерных структур на основе ДНК в качестве стройматериала называется ДНК-оригами. Исследовательская группа Хогберга работает над этим вот уже несколько лет. Наконец учёные использовали свою методику для создания «выключателя», который активируется при необходимых условиях.

Лекарственное «оригами» спроектировали в виде асимметричного двойного цилиндра с полой головкой высотой 24 нм и цельной ножкой высотой 15 нм. В головке — полость глубиной 14 нм, где расположены специфические олигонуклеотиды, то есть короткие фрагменты нуклеиновой кислоты менее 50 нуклеотидов в длину.



«Оружие» против рака удалось настроить таким образом, что оно проявляется только в определённой среде — внутри опухоли и вокруг неё. Фактически это означает, что удалось создать лекарственный тип наноробота, который может нацеливаться исключительно на раковые клетки и убивать только их.

Ключевой фактор для активации шведских противораковых нанороботов — низкий уровень показателя кислотности (pH), поскольку раковые клетки обычно окружает кислая микросреда. Клетки опухолей чрезмерно потребляют кислород и другие питательные вещества, вызывая низкое содержание кислорода, что в конечном итоге приводит к повышению кислотности. При анализе клеток в пробирках исследователи смогли убедиться, что пептидное оружие «дремлет» внутри наноструктуры при естественном рН 7,4, но запускает радикальный эффект уничтожения клеток, когда рН падает до 6,5.

Затем исследователи протестировали действие нанороботов на мышах, страдающих раком молочной железы. Это снизило рост опухоли на 70% по сравнению с мышами, которым вводили неактивную версию того же наноробота.

Теперь научному коллективу предстоит выяснить, работает ли новая технология против опухолей, которые близки к реальным болезням человека, объяснил соавтор исследования Ян Ван. А ещё необходимо убедиться в отсутствии побочных эффектов, прежде чем метод можно будет испытать на людях.

Исследователи также намерены изучить, можно ли настроить более целенаправленного наноробота путём размещения на его поверхности белков или пептидов, которые воздействуют на определённые типы онкологических заболеваний.