Vævsgravende nanobor gør lige nok skade

Bor i molekylestørrelse gør den skade, de er designet til at gøre. Det er dårlige nyheder for sygdom.

Forskere ved Rice University, Biola University og Texas A&M Health Science Center har yderligere validering af, at deres molekylære motorer, lysaktiverede rotorer, der roterer op til 3 millioner gange i sekundet, kan målrette mod syge celler og dræbe dem på få minutter.

Holdet ledet af Biola molekylær biokemiker Richard Gunasekera og Rice kemiker James Tour viste, at deres motorer er yderst effektive til at ødelægge celler i tre flercellede testorganismer:orme, plankton og mus.

En undersøgelse i American Chemical Society-tidsskriftet ACS Applied Materials &Interfaces viser, at motorerne forårsagede forskellige grader af skade på væv i alle tre arter. Tidsskriftet planlægger at betegne avisen som et ACS-redaktørvalg med åben adgang.

Projektets oprindelige mål var at målrette mod lægemiddelresistente bakterier, kræft og andre sygdomsfremkaldende celler og ødelægge dem uden at beskadige tilstødende sunde celler. Tour har hævdet, at celler og bakterier ikke har noget muligt forsvar mod en nanomekanisk borekraft, der er stærk nok til at slå gennem deres vægge.

"Nu er det taget til et helt nyt niveau, " sagde Tour. "Arbejdet her viser, at hele organismer, såsom små orme og vandlopper, kan dræbes af nanomaskiner, der borer i dem. Dette er ikke kun encellet død, men hele organismen, med celledød i millioner.

"De kan også bruges til at bore i huden, derved antyder nytte i behandlingen af ​​ting som præ-melanom, " han sagde.

Forskerne så forskellige effekter i hver af de tre modeller. I ormen, C. elegans , de hurtige motorer forårsagede hurtig depigmentering, da motorerne først forårsagede nanomekanisk forstyrrelse af celler og væv. I planktonet, Daphnia, motorerne skar først ydre lemmer i stykker. I begge tilfælde efter et par dage, de fleste eller alle organismerne døde.

For musemodeller, forskere anvendte nanomaskinerne i en topisk opløsning på huden. Aktivering af de hurtige motorer forårsagede læsioner og sår, demonstrere deres evne til at fungere i større dyr.

"At musens hud ændrer sig på grund af nanomaskinernes 'boring' kan være et af de mest interessante aspekter af undersøgelsen for forskere, " sagde Gunasekera, et adjungeret fakultetsmedlem og tidligere gæsteforsker ved Rice og i øjeblikket associeret dekan og professor i biokemi ved Biola. Han er co-lead forfatter af papiret med Thushara Galbadage, en lektor i folkesundhed på Biola.

"Det kan betyde direkte topisk behandling af hudsygdomme såsom melanomer, eksem og andre hudsygdomme, " sagde Gunasekera. "Dette papir er vigtigt, fordi det er den første test af nanomaskiner, hvor vi har bevist dens effektivitet in vivo. Alle andre undersøgelser, der er lavet indtil videre, er blevet udført in vitro ."

Han foreslog, at motorerne kunne bruges til terapeutisk parasitkontrol såvel som lokal behandling af sygdomme som hudkræft.