Медицинского ДНК-робота сделали из оригами
Исследователи из Гарварда создали медицинского ДНК-наноробота, который адресно доставляет нужные лекарства к нужным клеткам в организме, а также выполняет молекулярные инструкции, например, дает команду раковым клеткам на разрушение.
Статью с описанием создания и испытания ДНК-робота Шон Дуглас (Shawn Douglas) и его коллеги из Гарвардского университета (Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering at Harvard University) опубликовали в сегодняшнем выпуске Science. Ученые построили робота по методу так называемой ДНК-оригами. Подобно тому, как из листа бумаги складывают разные фигуры, конструкцию сложили из цепочки ДНК и скрепили при помощи коротких «шпилек» из нескольких нуклеотидов.
Медицинский ДНК-робот представляет собой «бочку», сплетенную из ДНК, дно и крышка «бочки» закрыты на специальные замки. «Бочка» - это контейнер, который можно нагрузить полезными веществами. Когда робот достигнет цели, замки открываются и содержимое выбрасывается наружу. Молекулы содержимого взаимодействуют с рецепторами окружающих клеток и выполняют заложенные в них инструкции.
«Черная метка» для рака
Дуглас и Бэчелет закодировали инструкции во фрагменты белков-антител и послали ДНК-робота со смертоносной «посылкой» к раковым клеткам лейкемии и лимфомы. Инструкция активировала программу на клеточное самоубийство – апоптоз. Но так как клетки лейкемии и лимфомы «разговаривают на разных языках», в том и другом случае инструкция была написана разной комбинацией антител.
Собственно, эта идея была позаимствована у иммунной системы человека, которая работает по такому же принципу. Просто теперь ученые стали писать инструкции самостоятельно.
Проверка в культуре из смешанных клеток показала, что ДНК-роботы успешно находили нужный тип клеток-адресатов и передавали им «черную метку» - послания на самоубийство.
Авторы изобретения считают, что на основе их ДНК-роботов можно получить очень избирательные («таргетные») лекарственные средства, которые будут действовать по четким инструкциям. Фактически можно будет программировать лечение.