Они прицельно ищут в организме раковую ткань и перекрывают кровоснабжение пораженной раком ткани: исследователи разработали мельчайших роботов, которые в состоянии распознать кровеносные сосуды, питающие опухоль. В этих сосудиках они создают конструкции из ДНК-кирпичиков из которой затем получаются кровяные сгустки, которые в итоге полностью перекрывают кровоснабжение опухоли кровью. На опытах с животными данная концепция показала себя как действенная и надежная. Теоретически в будущем может возникнуть новая методика лечения рака.
В конце статьи есть ссылка на это видео на youtube
Ключевое слово: нано-медицина. Нано-материалы и нано-технологии дают многообещающие надежды на развитие прогрессивных методов лечения. В данном случае речь идет о развитии отдельной научной дисциплины – так называемой оригами из ДНК. Нано-медики используют при этом кирпичики генетического материала, чтобы создать конструкцию со специальными функциями, размер которой в тысячу раз меньше толщины человеческого волоса. Эти нано-частицы могут диагностировать и лечить тяжелые заболевания, - особенно рак, - на это и возлагаются надежды.
Запрограммированы на врага
Но большой загвоздкой является специфичность системы: нано-частицы должны создать свою смертельную конструкцию только в определенном патологическом месте, не трогая при этом здоровые ткани. Сейчас такое условие данная система может выполнить, как утверждают ученые под руководством Хао Яна из университета Аризона Стейт. Нанороботы оснащаются специальными распознающими адаптерами, которые прикрепляются только к специфичному для рака белку – нуклеолину. Этот белок в больших количествах образуется на поверхности эндотелиальных клеток, которые облицовывают сосуды, питающие опухоль. А на поверхности здоровых клеток нуклеолина нет. „Речь идет о стратегии, которая может использоваться при многих видах рака, поскольку кровеносные сосуды опухолей в основном одинаковые“, говорит Хао Ян.
Как объяснили ученые, сперва для постройки нано-робота создается плоский прямоугольный кусочек оригами из ДНК размером 90х60 нанометров. На его поверхности закрепляются элементы из ферментов кровяных сгустков - тромбинов. Подобно листам из бумаги эти кусочки можно свернуть в трубки, в сердцевине которых будет располагаться тромбин – эдакие «сладкие трубочки». Потом эти трубочки оснащаются еще адаптерами для распознавания специфичного для рака белка - нуклеолина.
Когда эти нано-конструкции по кровотоку попадают в опухолевый сосуд, адаптеры прикрепляются к его поверхности. При этом срабатывает механизм, раскрывающий трубочки, которые таким образом накладывают тромбин на подлежащий уничтожению кровеносный сосуд. Потом начинается образование сгустка крови, который в итоге блокирует сосуд, как при инфаркте миокарда. Но в данном случае только опухолевая ткань недополучает кровь; и отмирает в конечном счёте только опухоль.
Эффективно и надежно
Такова теория. Функциональность метода ученые смогли доказать на опытах с мышами. Это были специальные, т.н. «опытные» мыши, в теле которых можно создавать ткани, пораженные раком груди, кожи, яичников и легких – как у человека. После образования опухоли ученые ввели мышам внутривенно раствор с нано-роботами. Опыт показал: уже через несколько часов частицы в большом количестве собрались вокруг соответствующей опухоли. И там они действительно вызвали блокаду из кровяных сгустков.
Согласно исследователям, таким образом, у мышей был достигнут терапевтический успех – без нежелательных побочных эффектов. „У мыши с раком кожи нано-роботы воздействовали не только на первичную опухоль, но предупредили также и образование метастазов – что несет в себе многообещающий потенциал “, сообщает Ян. Утилизация нано-роботов тоже, со слов ученых, происходит без проблем: после выполнения задания нано-трубки разлагаются в организме.
„Тромбиновые ДНК-нано-роботы являют собою значительный прогресс в применении ДНК-нано-технологий в терапии онкологических заболеваний“, подводит итог Хао Ян. „Мы разработали первую,
полностью автономную систему из ДНК-роботов для очень прецизионной разработки биологически активных веществ и прицельной терапии рака“, говорит исследователь. Сейчас он и его коллеги ищут Сейчас ученые в поисках партнеров для дальнейшей апробации концепции. Так что остается только с нетерпением ждать, что же получится в итоге данной разработки.
Видео (youtube): Язон Дрииз, университет Аризона Стейт:
https://www.youtube.com/watch?v=-cNsfYCq_Mc&feature=youtu.be
Перевод научно-популярной статьи с немецкого из онлайн-издания wissenschaft
