Ученые Китая, Австралии, США уже несколько лет совместно работают над созданием нанороботов, которые помогут избавляться людям от онкологических заболеваний. Пока опыты проводятся в лабораториях на мышах. Но полученные в результате лабораторных опытом результаты вселяют надежду, что эта стратегия имеет право жить. Почему - читайте дальше.
Первое направление развития - внутри
Нанороботы обладают потенциалом интеллектуальных систем доставки лекарств, реагирующих на молекулярные триггеры. С помощью ДНК-оригами были созданы автономные роботы ДНК, запрограммированные для транспортировки полезных грузов и выгрузки их непосредственно в опухолях. Это - самое первое направление развития нанороботов для лечения онкологии.
А есть и второе - снаружи
Есть и еще направление. Наноробот функционирует снаружи опухолевого образования. В данном варианте тромбин, находящийся внутри опухоли, подвергается воздействию и активизирует коагуляцию в месте опухоли.
Стремятся именно к опухоли
С помощью опытов на мышах с опухолями было показано, что при внутривенном введении ДНК-нанороботы стремятся именно в опухолевые кровеносные сосуды, доставляя в них тромбин, и вызывают внутрисосудистый тромбоз. А он в свою очередь приводит к умиранию опухоли, а значит и торможению ее роста.
Применение безопасно
Применение наноробота безопасно и иммунологически инертно у мышей и миниатюрных свиней, что и показали опыты на этих животных. ДНК-нанороботы - это перспективная стратегия точечной доставки лекарственных препаратов при лечении рака.
Молекулы ДНК - прекрасные субстраты для...
Доказано, что молекулы ДНК являются превосходными субстратами для создания в них молекулярных устройств, действующих механически, которые определяют, активируют и выполняют функции при воздействии внешних сигналов. Таким внешним сигналом для них служат сигналы больной ткани. Не будем погружаться в чисто медицинские термины.
Действуют целенаправленно
Роботы на основе ДНК использовались в качестве визуализирующих зондов и транспортных средств по доставке препаратов в клетки мышей и насекомых. Роботизированные машины ДНК, служащие интеллектуальным средством in vivo для целенаправленной доставки препаратов и контролируемого выпуска млекопитающих, уже разрабатываются в лабораториях.
Без кислорода и питания погибают
Селективная окклюзия опухолевых кровоснабжающих сосудов, лишение опухолевой ткани снабжения питательными веществами и кислородом и начало лавинообразной гибели опухолевых клеток является привлекательной стратегией борьбы с раком. Сосудистая окклюзия может оказывать свое действие в течение нескольких часов после быстрой индукции образования тромбов в опухолевых сосудах и несет в себе пониженный риск развития резистентности.
Все сосуды одинаковы
Более того, сосудистая окклюзия - это стратегия, с помощью которой можно будет лечить многие виды рака. Все по той причине, что все сосуды для питания опухолей практически одинаковы.
Минимум воздействия
Для терапевтического использования тромбина крайне важно точно и под строгим контролем доставлять его только в опухолевые центры, чтобы свести к минимуму воздействие тромбина на здоровые ткани. ДНК оригами - это метод, позволяющий рационально проектировать и производить наноструктуры ДНК с контролируемыми размерами, формой и пространственной адресностью, создавая функциональные платформы для биологических приложений.
Помогает тромбин
Используя ДНК оригами, создана нанороботизированная система ДНК для решения проблем, связанных с доставкой тромбина к опухолям. Наноробот защищает тромбин до тех пор, пока взаимодействие с нуклеолином маркера опухолевого сосуда не спровоцирует его облучение. Для доставки активного тромбина исключительно на опухолевые участки под строгим контролем учеными разработана нанороботизированная система на основе ДНК на основе самособранной нанотрубки оригами с множественными функциональными элементами.
Разработанная нанороботизированная система для разумной доставки терапевтического тромбина in vivo в опухолевые кровеносные сосуды позволяет эффективно блокировать кровоснабжение опухоли и замедлять рост опухоли. Наноробот тромбиновой доставки ДНК с опухолевой доставкой, распознавание сигналов микроокружения опухоли, наноструктурные изменения и воздействие полезной нагрузки способствуют применению нанотехнологии ДНК для лечения рака.
На новые разработки
В опытах на мыши с меланомой наноробот не только поражал первичную опухоль, но и не позволял образовываться метастазам. Такие опыты являют собой перспективный терапевтический потенциал. Нанороботизированные системы ДНК с целевыми свойствами и запускаемыми свойствами высвобождения, могут сподвигнуть ученых на разработку новых методик лечения раковых заболеваний с помощью доставки нескольких биологически активных полезных препаратов для лечения рака непосредственно в пораженные органы, не затрагивая весь организм.
Сочетание различных продуманно сконструированных ДНК-нанороботов с необходимыми препаратами может помочь в достижении конечной цели исследования рака - уничтожении твердых опухолей и распространившихся от них метастазов.
Кроме того, данная стратегия, когда ДНК-наноробот действует снаружи участков, которым необходимо лечение, может быть проработана и в качестве способа доставки лекарственных средств для лечения других заболеваний путем изменения геометрии наноструктур, целевых групп и загруженных препаратов.
