В Китае биохимики создали нанороботов, уничтожающих раковые клетки

Американские и китайские биохимики создали нанороботов из нитей ДНК, которые способны опознавать раковые клетки и лишать их пищи, создавая тромбы в соседних кровеносных сосудах, сказано в статье, которая опубликована в издании Nature Biotechnology.

Мы создали первых автономных роботов из ДНК-молекул, способные чрезвычайно точечно доставлять конкретные типы лекарств внутрь опухоли. Подобный подход возможно применять для борьбы с огромным числом твердых опухолей, по причине того, что сосуды, которые питают их, работают и устроены одинаковым образом", — сказал Хао Янь (Hao Yan) из университета Аризоны в Темпе (США).

Сегодня в большинстве опытов с наномашинами на базе ДНК используется специфичный 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 необходимый трехмерный предмет с помощью коротких "шпилек" из нескольких нуклеотидов — кирпичиков ДНК.

За последнее время биохимики сплели десятки разных машин из коротких цепочек ДНК, в том числе щипцы, системы доставки лекарств в конкретные клетки организма и даже примитивных роботов-"трансформеров" и простейшие компьютеры. Далее этого разработка ДНК-оригами не продвинулась по нескольким причинам – сложные структуры из нитей ДНК собирать чрезвычайно трудно, и еще сложнее ими руководить и менять их структуру.

Янь и его коллеги обнаружили применение подобным роботам, превратив их в "киллеров" раковых клеток, встроив в их структуру специфичные молекулы ДНК, способные разворачивать всю оригами при контакте с конкретными молекулами внутри организма.

Эти роботы являют собой плоский лист, сплетенный из нитей ДНК, которые объединены в некое подобие мехов аккордеона или "гармошечных" дверей автобусов. Этот лист, в свою очередь, свернут в трубку, края которой "зашиты" с помощью иного 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 конкретном случае – покидают его и начинают взаимодействовать с окружающей средой. В итоге 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 свертываемости крови или свойства ее клеток. Это свидетельствует о том, что они являются в полном объеме безопасными для здоровых тканей тела мышей и других животных", — продолжает Янь.

Если ввести эти наномашины в тело животного, страдающего от рака кожи или рака легких, то роботы заблокируют все кровеносные сосуды, которые питают опухоль, и "перекроют им кислород" в первые 24 часа своей работы. Подобная процедура, как отмечают исследователи, спасла жизни 3 из 8 мышей, которые страдали от агрессивных форм рака кожи, и продлила жизнь прочим грызунам примерно в два раза.

Со слов биохимика, на данный момент его команда уже обсуждает возможности практического применения подобных роботов и скорейшего проведения клинических испытаний с лидерами медицинского и фармацевтического рынка. Подобные роботы, как рассчитывают исследователи, помогут решить помимо того, что проблему рака и метастаз, однако и вылечить многие иные болезни, при борьбе с которыми необходима точечная доставка лекарств.