DNA částice zablokují přívod krve do tumorů

Přečteno 3013x

Vědci z Arizonské státní univerzity (ASU) ve spolupráci s výzkumníky Čínské akademie věd z Národního centra pro nanovědu a technologie (NCNST) zaznamenali mimořádný úspěch. Podařilo se jim vyvinout a naprogramovat nanoroboty, kteří umí vyhledat a zničit tumor. Jak? Roboti nádoru odříznou přísun krve, tedy výživy, a nádor tak postupně odumře.

Studie, která byla publikována v americkém časopise Nature Biotechnology, by podle Hao Yana, ředitele ASU Biodesign Institute's Center for Molecular Design and Biomimetics, a Miltona Glicka, profesora molekulárních věd, mohla být využitelná pro léčení mnoha typů rakoviny. „Vyvinuli jsme první plně autonomní DNA systém pro přesný návrh léků a cílenou terapii rakoviny,“ dodávají vědci.

Tajemná DNA

Hao Yan je odborníkem v oboru DNA origami, který v posledních dvou desetiletích rozvinul atomovou výrobu a vytváří stále složitější struktury. Jejich stavební kameny představuje DNA, která se sama může měnit do různých tvarů a velikostí. To vše v měřítku tisíckrát menším, než je šířka lidského vlasu. Práce s tímto jevem je hlavní náplní nanomedicíny, která se tak snaží otevřít zcela nové možnosti léčby. Jedná se například o vytváření nepatrných nanočástic velikosti molekuly, které slouží k diagnostice a léčbě obtížných onemocnění, tedy zejména rakoviny.

Úkolem vědců bylo nejdříve navrhnout a naprogramovat nanoroboty, kteří by aktivně vyhledávali a ničili zhoubné nádory, aniž by přitom jakkoliv poškodili zdravé buňky. Mezinárodní tým výzkumníků překonal tento problém pomocí zdánlivě jednoduché strategie. Tou je právě odříznutí přívodu krve k nádoru za použití nanorobotů na bázi DNA.

Odborné znalosti profesora Hao Yana tak nanomedicínu představily jako plně programovatelný robotický systém. „Nanoroboti mohou být naprogramováni tak, aby do místa nádoru přenesli užitečné molekulární zatížení, a tím zablokovali jeho krevní zásobení. To může vést ke smrti tkání a zmírnění či zničení nádoru,“ vysvětluje Baoquan Ding, profesor na NCNST v čínském Pekingu.

shutterstock 536117293

Nanoroboti umějí přesně zaměřit rakovinné buňky, těm zdravým se vyhnou

Prcek, který dokáže velké věci

Každý nanorobot je vyroben z plochého obdélníkového origami listu DNA o rozměrech 90×60 nanometrů. Klíčový enzym srážení krve, který je nazýván trombin, je připevněn na povrchu listu. Právě trombin může zablokovat průtok krve do nádoru tím, že mu prostřednictvím krevních sraženin způsobí jakýsi nádorový mini-infarkt, který vede k úmrtí nádorových tkání.

A jak nanorobot zhoubný nádor najde? Kromě trombinu se na jeho povrchu nachází i speciální DNA adaptametr. Ten se může specificky zaměřit na protein nukleolin, který se ve velkém množství objevuje pouze na povrchu nádorových endotelových buněk. Podle toho robot rozezná buňku zdravou, které neublíží, od buňky nemocné. Jakmile svou oběť roboti identifikují, pracují velmi rychle a efektivně. Na daném místě se shromáždí ve velkém množství, aby nádor rychle překryli. Učiní tak jen několik hodin poté, co jsou do těla vpraveni injekční stříkačkou.

Čtěte také:

Jan Vojáček: Proč stále tančíme na hraně propasti
Stres je motor i zabiják
Jak na nefunkční životní styl? Zkuste funkční medicínu

Účinek za 24 hodin

Během výzkumu léčba nanoroboty zablokovala přívod krve do nádoru a způsobila poškození tkání v průběhu 24 hodin, aniž by přitom měla vliv na zdravé tkáně. Po napadení nádorů byla většina nanorobotů během dalších 24 hodin z těla odstraněna. O dva dny později došlo k pokročilé trombóze, tedy uzavření potřebné cévy, po třech dnech už byly tromby ve všech nádorových cévách.

Yuliang Zhao, profesor na NCNST a vedoucí pracovník mezinárodního týmu pracujícího na vývoji nanorobotů, na základě četných výzkumů potvrdil, že jejich užití je zcela bezpečné a neohrožuje imunitu. A co je nejdůležitější, neexistují ani žádné důkazy o tom, že by nanoroboti mohli svou působnost rozšířit do mozku a způsobit zde nežádoucí vedlejší účinky, jako je třeba mrtvice. Pro Hao Yana představuje vyvinutí nanorobotů na poli nanomedicíny významný mezník. Se svými kolegy nyní aktivně spolupracují s partnerskými klinikami, aby tuto technologii mohli dál rozvíjet.

foto: Shutterstock, zdroj: ScienceDaily

Kateřina Lukášová

Kateřina Lukášová

Novinářka, učitelka jógy a instruktorka trx. Milovnice zdravého života, knih, zvířat, filozofie a historie. Ráda píše povídky a chystá se na román.

Související články

Pokračováním v prohlížení těchto stránek souhlasíte s Podmínkami užití a Pravidly využití Cookies.