Nanoroboty DNA w terapiach antynowotworowych

Nanoroboty złożone z fragmentów DNA dostarczyły lekarstwa do komórek nowotworowych i podstępnie zniszczyły aż 50% z nich, pozostawiając w spokoju komórki zdrowe. Prace te są oczywiście w stadium bardzo wstępnym, ale perspektywy są obiecujące. Nanoroboty te zostały wymyślone przez naukowców z uniwersytetu w Harwadzie, na podstawie programu pozwlającego opracować tak zwane DNA origami (origami z DNA).

Zasada ta powstała w 2006 roku i polega na odtwarzaniu formy w 3D przy pomocy długiego łańcucha DNA wirusowego zaaranżowanego dzięki małym fragmentom nukleotydowymm które pełnią tutaj rolę zszywek. 

Nanoroboty jak komórki odpornościowe

Nie mają one w sobie niczego elektronicznego ani mechanicznego, ale ich wynalazcy nazywają je nanorobotami, i tak. Te niewielkie struktury, mające 35 nanometrów, są w stanie transportować dany lek i dostarczyć go jedynie do chorych komórek.

Na obraz komórek układu odpornościowego, nanoroboty te rozpoznają swój cel dzięki proteinom obecnym na membranie komórkowej. W doświadczeniu przeprowadzonym przez badaczy z Harwardu, nanorobot przyjmuje bardziej lub mniej formę baryłki, zawierającej w swoim centrum lekarstwo.

Na jednym ze swoich końców, nanorobot ten posiada dwa przeciwciała uzupełniające do protein obecnych na membranach chorych komórek. W ten sposób, kiedy te nanoroboty zwiążą się ze swoim celem, całość zmienia konformację, baryłka się otwiera i uwalnia swoją substancję aktywną w dobrym miejscu. Mówimy tutaj o inteligentnym lekarstwie.

Białaczka się cofa, zdrowe komórki mają się dobrze

W swoim doświadczeniu opublikowanym w przeglądzie naukowym Science, autorzy przestudiowali skuteczność swojego wynalazku na komórkach białaczkowych. Po opracowaniu prototypu urządzenia rozpoznającego specyficznie te komórki i zawierającego substancję, która wchodzi w interakcję z cyklem wzrostu, naukowcy przetestowali je w środowisku zawierającym komórki krwi zdrowe i chore.

W ciągu trzech dni, połowa komórek nowotworowych zniknęła, jak piszą badacze. Natomiast, komórki zdrowe takie pozostały.

Jest to znakomity wynik, ponieważ jednym z większych problemów aktualnie używanych terapii przeciwnowotworowych jest fakt, że brakuje im właśnie tego rodzaju precyzji i zorientowania jedynie na komórki nowotworowe. Zarówno lekarstwa, jaki i radioterapie, niszczą równocześnie nowotwory, jak i zdrowe tkanki, co oczywiście odbija się na zdrowiu chorych.

Nanoroboty w aptekach już jutro?

Może w aptekach nie, ale w klinikach? Prawdę mówiąc, to badacze jeszcze nie wiedzą, w jaki sposób nanoroboty zachowają się, kiedy zostaną wprowdzone do żywego organizmu. Ze względu na ich naturę, możliwe jest, że bardzo szybko zniszczone zostaną przez nukleazy, czyli przez enzymy, które hydrolizują molekuły DNA.

Może więc się zdarzyć, że większość z tych nanorobotów zostanie zmetabolizowana zanim w ogóle dotrą do celu. Naukowcy rozważają więc teraz, żeby przebrać swój wynalazek w glikol polietylenowy, który jest molekułą używaną w farmakologii, w celu zwiększenia długości życia aktywnych związków i uchronienia ich przed strawieniem.

Projekt ten, jeżeli się powiedzie, może okazać się bardzo interesujący. Działając na poziomie komórkowym, możliwe  będzie leczenie wielu chorób, bądź dzięki namierzaniu dotkniętych komórek, bądź dzięki stymulowaniu układu odpornościowego, aby skuteczniej działał przeciwko infekcjom.

Na dzień dzisiejszy, pozostaje jeszcze wiele etapów do pokonania. Co więcej, nawet zastosowanie tych nanorobotów na myszach pozostaje jeszcze w sferze wyobraźni. Trzeba będzie potem przeprowadzić testy na modelach zwierzęcych, które są bliższe filogenetycznie człowiekowi.

A w przypadku sukcesu, będzie można przeprowadzić badania kliniczne, które z pewnością potrwają całe lata. Jest więc ewidentne, że nanoroboty te nie trafią już jutro do aptek w małych kapsułkach, które moglibyśmy łykać sobie swobodnie przy okazji najmniejszego bólu.

Ale, każda rzecz ma swój początek, a więc i tutaj być może właśnie zaczyna się coś dobrego...