Американские и китайские биохимики создали нанороботов из нитей ДНК. Они способны и лишать их пищи, создавая тромбы в соседних кровеносных сосудах. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Nature Biotechnology
«Мы создали первых автономных роботов из ДНК-молекул, которые могут очень точечно доставлять определенные типы лекарств внутрь опухоли. Подобный подход можно применять для борьбы с огромным числом твердых опухолей, так как сосуды, питающие их, работают и устроены одинаковым образом», — заявил Хао Янь, сотрудник университета Аризоны в Темпе (США).
Сегодня в большинстве опытов с наномашинами на базе ДНК используется особый класс методов их сборки, которые в научном сообществе известны под собирательным названием «ДНК-оригами». В этой методике основой для любых деталей биомашин служит длинная одинарная цепочка ДНК, которая сплетается в нужный трёхмерный предмет при помощи коротких «шпилек» из нескольких нуклеотидов — кирпичиков ДНК.
За последние годы биохимики сплели десятки различных машин из коротких цепочек ДНК, в том числе щипцы, системы доставки лекарств в определенные клетки организма и даже примитивных роботов-«трансформеров» и простейшие компьютеры. Дальше этого разработка ДНК-оригами не продвинулась по нескольким причинам – сложные структуры из нитей ДНК собирать очень трудно, ещё труднее ими управлять и менять их структуру.
Янь и его коллеги нашли применение подобным роботам, превратив их в «киллеров» раковых клеток, встроив в их структуру особые молекулы ДНК, которые могут разворачивать всю оригами при контакте с определёнными молекулами внутри организма.
Эти роботы представляют собой плоский лист, сплетённый из нитей ДНК, объединённых в некое подобие мехов аккордеона или «гармошечных» дверей автобусов. Этот лист, в свою очередь, свернут в трубку, края которой «зашиты» при помощи другого типа молекул ДНК, которые отвечают за распознавание раковых клеток.
Когда такой робот контактирует с раковой клеткой, этот шов расходится и содержимое робота – молекулы белка тромбина в данном случае – покидают его и начинают взаимодействовать с окружающей средой. В результате этого в месте контакта робота и клетки возникает тромб, который блокирует движение крови и не дает питательным веществам и кислороду проникнуть в опухоль.
«Нанороботы, если ввести их в тело здоровых мышей или карликовых свинок, никак не проявляют себя и остаются инертными, не меняя характер свёртываемости крови или свойства её клеток. Это говорит о том, что они являются полностью безопасными для здоровых тканей тела мышей и более крупных животных», — продолжает Янь.
С другой стороны, если ввести эти наномашины в тело животного, страдающего от рака кожи или рака лёгких, то тогда роботы заблокируют все кровеносные сосуды, питающие опухоль, и «перекроют им кислород» в первые 24 часа своей работы. Подобная процедура, как отмечают учёные, спасла жизни трём из восьми мышей, страдавших от агрессивных форм рака кожи, и продлила жизнь остальным грызунам примерно в два раза.
По словам биохимика, сейчас его команда уже обсуждает возможности практического применения подобных роботов и скорейшего проведения клинических испытаний с лидерами медицинского и фармацевтического рынка. Подобные роботы, как надеются учёные, помогут решить не только проблему рака и метастаз, но и вылечить многие другие болезни, при борьбе с которыми нужна точечная доставка лекарств.
