Forskere planlægger DNA-baseret nanorobot til kræftdiagnostik

En gruppe forskere fra ITMO University har fundet på konceptet med et nyt lægemiddel mod kræft:en nanorobot lavet af DNA-fragmenter, som potentielt ikke kun kan bruges til at ødelægge kræftceller, men også for at lokalisere dem i kroppen. Forskningen er publiceret i Kemi - Et europæisk tidsskrift .

Udviklingen af ​​effektive kræftbehandlingsmidler uden alvorlige bivirkninger er nu en af ​​de vigtigste opgaver for kemikere, apotekere, og biologer. Forskere har store forhåbninger til genterapi, som bekæmper mutationer, der opstår i celler.

"DNA er fundamentet for cellen, det indeholder sit genetiske materiale, som er nødvendige for at kode proteiner, der er afgørende for cellens eksistens, " siger Ekaterina Goncharova, medforfatter til forskningen. "Når en celle bliver kræft, det fører til ændringen i genomet, hvorefter det begynder at syntetisere "dårlige" proteiner, ikke dem, vores krop har brug for. Som resultat, cellerne begynder at formere sig ukontrolleret, og tumoren vokser sig større og større."

Imidlertid, hvis produktionen af ​​sygdomsrelaterede proteiner blokeres, kræftcellerne vil ikke længere være i stand til at formere sig og vil begynde at dø ud. DNA-enzymer kaldet deoxyribozymer kan, under visse betingelser, spalte bindinger i en RNA-streng. Forskerne besluttede at bruge denne egenskab og skabte de såkaldte nanorobotter baseret på kunstigt syntetiserede deoxyribozymer.

"Vores DNA-baserede nanorobot består af to dele:en detektion og en terapeutisk, " forklarer Ekaterina Goncharova. "Den terapeutiske del ødelægger en patogen RNA-streng:jo mere vi ødelægger den, jo mindre skadeligt protein produceres. Den anden del af vores robot giver os mulighed for at opdage patogene celler:hvis der er et 'forkert' RNA-molekyle i cellen, vores stof binder med et kemisk modificeret oligonukleotid, som er kunstigt indført i cellen, kløv det, og der opstår en fluorescens."

En anden væsentlig fordel ved det nyligt foreslåede koncept er prisen. Skabelsen af ​​en sådan nanorobot til laboratorieforskning koster lige omkring USD 15 til 25.

I øjeblikket, eksperimenterne er udført i kemisk skabte miljøer ved hjælp af KRAS-genet, som tjener i de fleste onkologiske sygdomme som en "molekylær switch" til induktion af celledeling. Nanorobotten var i stand til at opdage en patogen RNA-streng og ødelægge den. Disse eksperimenter vil blive efterfulgt af eksperimenter på levende celler og, potentielt, på dyr. Et af de vigtigste problemer, som forskerne skal løse, er, hvordan man leverer nanorobotten til de berørte celler. Arbejdet med et sådant lægemiddelleveringssystem udføres i øjeblikket på forskellige laboratorier, herunder ITMO University.