W szwedzkim Karolinska Institutet stworzono nanoroboty, które zabijają komórki nowotworowe. Na razie sprawdzono ich skuteczność u chorujących na nowotwory myszy.
Opracowano nanorobota zabójcę
Pomysł polega na tym, że ukryta w nanostrukturze robota „broń” jest eksponowana lub w dużym uproszczeniu aktywna wyłącznie w kwaśnym mikrośrodowisku nowotworu, co pozwala oszczędzać zdrowe komórki. Obiecujący eksperyment opisuje „Nature Nanotechnology”. To ważne, bo szacuje się, że w 2023 r. odnotowano 22 miliony nowych przypadków raka oraz 10,3 milionów zgonów. Przybliżona liczba osób, które żyły w 5 lat po tym, jak zdiagnozowano u nich nowotwór, wyniosła 53,5 milionów. W Polsce chorych na nowotwory jest ponad 1,2 miliona osób.
Naukowcy z Karolinska Institutet stworzyli wcześniej złożone z sześciu peptydów sześciokątne struktury, których kontakt z powierzchnią komórki prowadzi do zniszczenia tejże komórki.
- Ten sześciokątny nanowzór peptydów staje się śmiercionośną bronią. Gdyby podać go jako lek, zacząłby zabijać bez różnicy wszystkie komórki w organizmie, co nie byłoby dobre. Aby obejść ten problem, ukryliśmy broń w nanostrukturze zbudowanej z DNA - wyjaśnił profesor Björn Högberg z Wydziału Biochemii Medycznej i Biofizyki Karolinska Institutet, który kierował badaniem.
Naukowcy stworzyli "wyłącznik awaryjny"
Budowanie struktur w nanoskali przy użyciu DNA jako budulca nazywane bywa origami DNA i jest czymś, nad czym zespół badawczy Björna Högberga pracował od wielu lat. Teraz naukowcy wykorzystali tę technikę do stworzenia „wyłącznika awaryjnego”, który aktywuje się w odpowiednich warunkach.
Udało nam się ukryć broń w taki sposób, że można ją odsłonić jedynie w środowisku występującym w guzie litym i wokół niego. - Oznacza to, że stworzyliśmy rodzaj nanorobota, który może selektywnie namierzać i zabijać komórki nowotworowe – zaznaczył badacz.
Kluczem jest niskie pH, czyli kwaśne mikrośrodowisko, które zwykle otacza komórki nowotworowe i aktywuje broń nanorobota. Jak wykazały testy, przy normalnym pH wynoszącym 7,4 zabójczy peptyd jest ukryty wewnątrz nanostruktury, ale gdy pH spada do 6,5 - wykazuje on bardzo wyraźny efekt zabijania komórek. Wstrzyknięcie nanorobotów myszom z guzami raka piersi spowodowało 70-proc. zmniejszenie wzrostu guza w porównaniu z myszami, którym podano nieaktywną wersję nanorobota.
Jeszcze nie przetestowano działania na ludziach
- Musimy teraz zbadać, czy działa to w bardziej zaawansowanych modelach nowotworów, które bardziej przypominają prawdziwą ludzką chorobę. Musimy także dowiedzieć się, jakie skutki uboczne ma ta metoda, zanim będzie można ją przetestować na ludziach – dodał Yang Wang z Wydziału Biochemii i Biofizyki Medycznej Karolinska Institutet, pierwszy autor badania.
Autorzy badań chcą także zbadać, czy możliwe jest lepsze ukierunkowanie nanorobota poprzez umieszczenie na jego powierzchni białek lub peptydów, które specyficznie wiążą się z określonymi typami nowotworów. Badania zostały sfinansowane przez Fundację Knuta i Alice Wallenbergów, Europejską Radę ds. Badań Naukowych (ERC), Szwedzką Radę ds. Badań Naukowych i Akademię Fińską. Wynalazek zostanie opatentowany
Nanoroboty, inaczej nanoboty, nanity, nanomaszyny, to są maszyny działające w trudnym do wyobrażenia zakresie wielkości 1.5-100 nanometrów. Trudnym, bo nanometr opisywany jest jako 0,000 000 001 × 1 m. To cząsteczka tak mało, że nawet nie mieści w klasycznych metodach opisu. Nanoroboty są konstruowane dzięki nanotechnologii w nanoskali z komponentów nanometrycznych. Stosuje się inną definicję nanorobota. Jest to urządzenie, które pozwala na precyzyjną interakcję z obiektami w nanoskali. Taką definicję można przypisać zarówno małym robotom poruszającym się z nanometrową precyzją, jak i dużym urządzeniem, np. mikroskopowi sił atomowych.
Tomasz Wypych
Inne tematy w dziale Technologie
