Ученые из Аризонского университета (Arizona State University, ASU), работая совместно с исследователями Национального центра нанонаук и технологий (National Center for Nanoscience and Technology, NCNST) китайской Академии наук создали и запрограммировали должным образом нанороботов на основе ДНК-оригами, которые предназначены для борьбы с раковыми злокачественными опухолями. Эти нанороботы способны как нести на себе полезный груз лекарственных препаратов, так и вызывать локальные блокировки кровоснабжения тканей опухолей, что приводит к гибели злокачественных тканей и сокращению размеров опухолей.
“Мы разработали первую полностью автономную автоматизированную наносистему на основе ДНК, которая предназначена для разносторонней терапии онкологических заболеваний” – рассказывает профессор Хэо Ян (Hao Yan), – “Одна и та же технология может быть использована для борьбы с различными типами рака, ведь кровеносные сосуды, “кормящие” опухоли, по сути, не зависят от типа заболевания”.
Каждый наноробот представляет собой плоскую “пластину” из ДНК-оригами, размером 90 на 60 нанометров. На поверхности этой пластины заключено несколько молекул фермента под названием тромбин, фермента, который отвечает за свертывание крови. Именно этот фермент является “боевым оружием” наноробота, он заставляет сгуститься кровь и заблокировать кровоток, что приводит к смерти тканей опухоли.
После размещения молекул фермента, как правило, четырех, на поверхности пластины наноробота, эта пластина подвергается воздействию, которое заставляет ее свернуться в полую трубу. И в таком виде эти нанороботы выпускаются в кровеносную систему организма, страдающего онкологическим заболеванием. Чувствительными элементами ДНК-наноробота являются специальные короткие отрезки ДНК, которые торчат наружу как крохотные антенны. Эти молекулы срабатывают при сближении наноробота со злокачественными клетками, пластина наноробота распрямляется и фермент тромбин начинает свою работу по сворачиванию крови.
Эффективность данной технологии была продемонстрирована на нескольких подопытных грызунах, больных раком молочной железы, раком яичников, раком легких и меланомой. Полученные результаты пока еще нельзя назвать полностью однозначными, но животные, которые получили инъекцию нанороботов, прожили на 20-45 дней дольше, чем животные, не проходившие такого лечения. “Вполне вероятно, что самым эффективным способом борьбы с раком станет одновременное использование нескольких типов ДНК-роботов, несущих разные активные агенты и выполняющих разные функции” – рассказывает профессор Хэо Ян.