Rootsis loodud nanorobot oskab tappa vaid õiget vaenlast

Nanoroboti skemaatiline kujutis: moelkulaarse karkassi (heledad vardad) vahele on sätitud pH muutumisel en pikemaks sirutavad molekulid, mille otsest on ühendid, mis hukutavad vähi. Heledate silindrite pikkuseks on ca 20 nm. Foto: Karolinska Instituut

Rootsi Karolinska Instituudi teadlased on arendanud nanorobotid, mis suudavad tappa hiirte vähirakke. Need robotid peidavad oma relva nanostruktuuris, mis avaneb ainult kasvaja lähiümbruses, säästes terved rakud. Uuring avaldati ajakirjas Nature Nanotechnology.

Karolinska Instituudi uurimisgrupp on varem loonud struktuure, mis suudavad organiseerida niinimetatud surmaretseptoreid rakkude pinnal, põhjustades rakkude surma. Need struktuurid sisaldavad kuue peptiidi (aminohappeahelate) kombinatsiooni, mis on paigutatud kuusnurkseks mustriks.

«See kuusnurkne peptiididest nanomuster muutub tapvaks relvaks,» selgitab uuringut juhtinud professor Björn Högberg, Karolinska Instituudi Meditsiinilise Biokeemia ja Biofüüsika osakonnast. Ta väidab, et kui seda manustada ravimina, hakkaks see valimatult tapma keharakke, mis poleks hea. Selle probleemi lahendamiseks on teadlased peitnud relva DNA-st ehitatud nanostruktuuri sisse.

Surmalüliti

Nanoskaala struktuuride ehitamise kunsti, kasutades DNA-d ehitusmaterjalina, nimetatakse DNA origamiks, ja see on midagi, mille kallal Björn Högbergi uurimisrühm on töötanud aastaid. Nüüd on nad kasutanud seda tehnikat, et luua «surmalüliti», mis aktiveerub õigetes tingimustes.

Tapmismehhanismi aktiveerimine

Relv on suudetud peita nii, et see saab avalduda ainult tahke kasvaja ümbruses. See tähendab, et on loodud nanorobot, mis suudab sihipäraselt tappa vähirakke.

Oluline on tavaliselt vähirakkude ümber olev madal pH ehk happeline lähiümbrus, mis aktiveerib nanoroboti relva. Analüüsides rakke katseklaasides näitasid teadlased, et peptiidi relv on peidetud nanostruktuuri sisse normaalses pH-s 7.4, kuid omab drastilist rakkutapvat mõju, kui pH langeb 6.5-le.

Kasvaja muutub väiksemaks

Seejärel katsetati nanoroboti süstimist hiirtele, kellel olid rinnavähikasvajad. See tõi kaasa kasvaja kasvu 70-protsendilise vähenemise võrreldes hiirtega, kellele manustati nanoroboti mitteaktiivset versiooni.

Nüüd peavad teadlased uurima, kas see toimib keerukamates vähimudelites, mis meenutavad rohkem päris inimhaigust. Samuti peab välja selgitama, millised on meetodi kõrvaltoimed, enne kui seda saab inimestel testida.

Teadlased plaanivad uurida ka seda, kas nanoroboti saab muuta sihipärasemaks, lisades selle pinnale valke või peptiide, mis seonduvad spetsiifiliste vähitüüpidega.

See uuring näitab nanorobotite suurt potentsiaali vähiravi valdkonnas, pakkudes lootust täpsematele ja tõhusamatele ravivõimalustele tulevikus.

Allikas: EurekAlert