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
Кто убивает итальянских волков: зоологи были потрясены кадрами с автоматической камеры
Трагический эпизод показал, что некоторые зоологические теории придется кардинально пересмотреть. У серых хищников есть неожиданные враги...
Почему Христос умер на кресте быстрее, чем разбойники: ученые объяснили эпизод из Нового Завета
Поразительно, но это был целый клубок событий, которые произошли в последние сутки до распятия...
Атомная катастрофа Гитлера: оказывается, немцы едва не устроили собственную Хиросиму еще в 1942 году
Почему громкая авария в лаборатории поставила жирный крест на мечтах Германии поработить всю планету?...
Самая запрещенная русская сказка: почему «Курочку Рябу» не любили ни цари, ни руководители СССР?
Чтобы эту историю можно было рассказывать советским детям, ее сюжет пришлось изменить самым радикальным образом. Но, может быть, это и к лучшему...
Американский «Чернобыль-80»: эта катастрофа едва не изменила всю историю США
Эксперты говорят: лишь счастливая случайность не позволила взорваться заряду в 600 (!) раз мощнее хиросимской бомбы...
300-летний секрет «золотых» скрипок Страдивари наконец-то разгадан?
И почему ученые в поисках тайны забрели в отдаленную долину в самом сердце Итальянских Альп?...
Очередной миф Николая Карамзина полностью развеян российскими археологами
Оказалось, что Иван Грозный не убивал супругу своего младшего брата. Напротив, с княгиней Ульянией Углицкой случалась куда более таинственная и запутанная...
80 лет без Звезды Героя: почему офицер, поставивший Знамя Победы, не получил заслуженную награду при жизни?
Только указ Президента России смог исправить одну из самых вопиющих несправедливостей в советской истории...
«Кровавая» история водопада Блад-Фоллс: почему ученые сравнивают это место с Марсом?
Эта антарктическая аномалия больше века не давала покоя исследователям, но в 2018 году завеса тайны все же приоткрылась...
Каменный топор со дна реки может переписать древнейшую историю Сибири
По словам ученых, получился отличный научный детектив: добыча золота, артефакт бронзового века, забытая цивилизация...
Почему на Иран обрушился черный дождь и насколько он опасен?
Экологи говорят: агрессивные действия США и Израиля поставили под угрозу здоровье миллионов людей по всей планете...
Гениальное ДНК-«мошенничество»: ученые раскрыли секрет рыбы, которая плевать хотела на главные законы биологии
100 000 лет успешного клонирования: амазонская моллинезия просто... копирует себя. И при этом удивительно успешно ремонтируют поврежденные гены, насмехаясь над...