획기적인 연구에서 DNA 종이 접기 Nanobots 죽여 종양

매년 미국에서 거의 170 만 건의 암이 발견되며 매년 미국에서만 암으로 약 60 만 명이 암을 유발하여 전국에서 두 번째로 큰 사망 원인이됩니다. 침입 수술이 외상을 입힐 수 있고, 화학 요법이 전신에 혼란을 야기하는 목표 외 효과를 유발할 수 있기 때문에 치료는 때때로 병보다 더 심합니다. 그러나 자연 생명 공학 나노 로봇 (말 그대로 미세한 로봇)을 사용하여 종양을 특이 적으로 표적화하고 혈액 공급을 차단함으로써 치료법을 영원히 바꿀 수 있습니다.

2 월에 발표 된이 논문에서, 국제 과학자 팀은 마우스와 돼지의 종양을 암으로 공격하기 위해 DNA 나노 로봇을 사용하는 효과를 입증했다. 이 나노 미터 크기의 로봇은 마약을 배달 할 정확한 시간과 장소에서 스스로 펼쳐지는 DNA로 만들어져 있습니다. 만 시체의 정확한 표적. 종이 접기 포장처럼 접힌 DNA는 혈전을 만드는 효소 인 트롬빈 분자를 가지고 있습니다.

이 새로운 약물 전달 시스템이 작동하는지 여부를 테스트하기 위해 애리조나 주립 대학의 과학자 팀과 중국 과학원의 나노 과학 기술 센터는 종양이있는 생쥐의 혈류에 나노 로봇을 주입했습니다. 연구팀은이 치료법이 종양을 효과적으로 표적으로 삼아 성장을 멈추고 심지어 종양의 죽음을 일으키는 것을 발견했습니다.

종양의 성장을 멈추게하는 것이 마약이 효과가 있음을 입증하는 것으로는 충분하지 않으며, 그 자체로도 안전하다는 것을 증명해야합니다. 그래서 연구자들은 나노 로봇을 바마 (Bama) 소형 돼지의 혈류에 주입했다. 바 마의 소형 돼지는 인간에 대한 예비 약물 안전성 테스트에 좋은 모델이되었다. 나노 로봇의 주요 관심사 중 하나는 뇌에 들어가 뇌졸중을 일으킬 수 있다는 것입니다. 그러나 이것은 피험자 동물에게는 발생하지 않았습니다.

안전한 암 치료를위한 잠재력을 만드는 나노 로봇의 정밀도는 꼼꼼하게 제작 된 구조 때문입니다. 약물 보유 "패키지"는 트롬빈 분자를 감싸는 60 나노 미터에서 90 나노 미터의 DNA 시트로 구성됩니다. 접힌 시트의 바깥쪽에는 종양 성장과 관련된 혈관의 안쪽에 존재하는 단백질 인 뉴 클레오 린 (nucleolin)이 0 인 분자가 있습니다.

이 분자들은 aptamers라고 불리우는 데 마약 전달을위한 적절한 장소를 목표로합니다. 과 나노 로봇이 올바른 자리를 찾으면 실제로 DNA 시트를 열어 트롬빈을 노출시킵니다. 이론 상으로는, 트롬빈이 방출되면 종양으로 들어가는 혈액을 응고 시켜서 자랄 필요가있는 산소를 굶어 죽입니다. 근본적으로 종양을 목 졸라 죽이는이 방법은 종양을 먹이는 혈관의 성장을 억제하는 혈관 신생 억제제 (angiogenesis inhibitors)로 알려진 암 약제를 연상시킨다.

이 nanorobots는 큰 약속을 보여 주지만, 아직 인간을위한 준비가되어 있지 않습니다. 연구자들은이 치료 경로를 더 발전시키기 위해 임상 파트너를 찾고 있습니다. 아직도 생쥐와 돼지에서 효과가있는 것으로 보이는 사실은 나노 로봇이 우리의 생애 동안 암 치료제로 사용될 가능성이 높습니다.

추상: 나노 스케일 로봇은 분자 방아쇠에 반응하는 지능형 약물 전달 시스템으로서의 가능성을 가지고 있습니다. DNA 종이 접기를 사용하여 우리는 탑재량을 수송하고 종양에서 특이하게 제시하도록 프로그램 된 자율적 인 DNA 로봇을 만들었습니다. 우리 nanorobot은 nucleolin, 종양 관련 내피 세포에서 특이 적으로 발현되는 단백질, 내부 공동 내의 혈액 응고 프로테아제 트롬빈에 결합하는 DNA 아프타 머로 외부에서 기능화됩니다. 뉴 클레아닌 - 표적화 앱 타머는 표적 도메인 및 DNA 나노 로봇의 기계적 개방을위한 분자 방아쇠 역할을한다. 따라서 내부의 트롬빈은 노출되어 종양 부위에서 응고를 활성화시킵니다. 종양 보유 마우스 모델을 사용하여 정맥 주사 된 DNA 나노 로봇이 트롬빈을 종양 관련 혈관에 전달하고 혈관 내 혈전증을 유발하여 종양 괴사 및 종양 성장을 억제한다는 사실을 입증합니다. 나노 로봇은 생쥐와 바마 (Bama) 소형 돼지에서 안전하고 면역 학적으로 불활성임을 입증했습니다. 우리의 데이터는 DNA 나노 로봇이 암 치료에서 정확한 약물 전달을위한 유망한 전략임을 나타냅니다.