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.
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.
- Дмитрий Ладыгин
- nature.com
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
В Нью-Йорке может рухнуть 300-метровый небоскреб, причем не один
Власти твердят, что все безопасно, но статистика неумолима: более сотни жалоб, полторы сотни нарушений, больше сотни штрафов...
В мире заканчивается речной песок: чем это грозит человечеству?
Ученые говорят, что это самая не замечаемая, а оттого опасная проблема, которая уже касается миллионов людей...
Контрабандисты оккупировали Восточную Африку: зачем черных муравьев тайно вывозят в Китай и Европу?
Эксперты предупреждают: такой вывоз в итоге закончится непоправимой экологической катастрофой...
К 2060 году половина плотин в мире выйдет из строя: США — главные в черном списке
Эксперты говорят: если не принять меры, часть Соединенных Штатов может полностью опустеть...
В России снова захотели строить железную дорогу в Индию: почему не удались прошлые попытки?
Эксперты говорят: дерзкий проект мог бы принести российской казне миллиардные прибыли...
За рамками науки: дети, которые помнят свои прошлые жизни
Ученые говорят, что феномена реинкарнации нет, но факты утверждают обратное...
Кольца на деревьях раскрыли тайну гибели последней империи кочевников в Евразии
Поразительно, но падение Джунгарского ханства началось за тысячи километров от Азии, в Северной Атлантике...
Самый наглый археологический фейк в истории: итальянец 20 лет показывал туристам фальшивый амфитеатр Цезаря
Судебный процесс длилось почти десятилетие, но даже сейчас эта история очень далека от завершения...
170 миллионов черных дыр прячутся на кладбищах Млечного Пути
Ученые доказали, что в свое время эти космические объекты в буквальном смысле сбежали с места своего рождения...
Тайна огней Марфы, 150 лет не дававшая покоя ученым, похоже, разгадана
Болотный газ? Огни святого Эльма? НЛО? Ответ оказался намного проще и сложнее одновременно...
«Сувенир» от неандертальцев: секреты этих мутаций не разгаданы до конца
Они живут в ДНК 47 000 лет, но почему их совсем нет у африканцев, зато много у жителей Южной Азии...
Авокадо ежедневно меняет пол, и исследователи, наконец, выяснили, как именно
Почему селекционеры и ботаники ждали этого открытия более 100 лет?...