Szwedzcy badacze opracowali nanoroboty zdolne do eliminowania komórek nowotworowych. Wykorzystują do tego specjalną broń ukrytą w ich nanostrukturze, która aktywuje się tylko w kwaśnym mikrośrodowisku guza, chroniąc w ten sposób zdrowe komórki. Testy na myszach dały obiecujące rezultaty.
Nanoroboty mogą być bardziej precyzyjne i skuteczniejsze w walce z nowotworami niż niektóre leki lub innego typu terapie. Mikroskopijne roboty opracowane przez naukowców z Karolinska Institutet potrafią skutecznie zabijać komórki nowotworowe. Ich bronią jest opracowana wcześniej przez ten sam zespół naukowców nanostruktura składająca się z sześciu peptydów ułożonych w sześciokątny wzór. Kontakt nanostruktury z powierzchnią komórki powoduje śmierć komórki, dlatego, żeby nanoroboty nie atakowały wszystkich komórek organizmu, broń aktywowana jest w środowisku charakteryzującym się niskim pH, które zwykle otacza guza.
Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie „Nature Nanotechnology” (DOI: 10.1038/s41565-024-01676-4).
- Heksagonalny nanowzór z peptydów staje się zabójczą bronią — wyjaśnia profesor Björn Högberg z Karolinska Institutet, który kierował badaniem. - Gdyby podano go jako lek, zacząłby bezładnie zabijać komórki w organizmie, co nie byłoby dobre. Aby obejść ten problem, ukryliśmy broń wewnątrz nanostruktury zbudowanej z DNA - dodaje.
Sztuka budowania nanostruktur przy użyciu DNA jako materiału budowlanego określana jest jako origami DNA. Zespół Högberga pracuje nad takimi strukturami od lat. Teraz wykorzystali tę technikę do stworzenia „wyłącznika awaryjnego”, który jest aktywowany w odpowiednich warunkach.
- Udało nam się ukryć broń w taki sposób, że może być ona odsłonięta tylko w środowisku znajdującym się w i wokół guza litego. Oznacza to, że stworzyliśmy rodzaj nanorobota, który może namierzać i zabijać komórki nowotworowe – podkreśla Högberg.
Opracowane struktury mają średnicę zaledwie 10 nanometrów. Działają na receptory wyściełające błony wszystkich naszych komórek, zwane receptorami śmierci. Gdy są aktywowane, powodują śmierć komórek.
Kluczem jest niskie pH. Tego typu kwaśne mikrośrodowisko zwykle otacza komórki nowotworowe, co aktywuje broń nanorobota. Opracowana broń peptydowa aktywuje się, gdy pH spada do 6,5. Przy normalnym pH na poziomie około 7,4 heksagonalny nanowzór z peptydów pozostaje ukryty wewnątrz nanostruktury.
Badacze przetestowali swoje nanoroboty na myszach z rakiem piersi. Wstrzyknięcie gryzoniom nanorobotów spowodowało 70-procentową redukcję wzrostu guza w porównaniu z myszami, którym podano nieaktywną wersję nanorobotów.
- Musimy teraz zbadać, czy działa to w bardziej zaawansowanych modelach raka, które bardziej przypominają prawdziwą chorobę u ludzi — mówi pierwszy autor badania Yang Wang. - Musimy również dowiedzieć się, jakie skutki uboczne ma ta metoda, zanim będzie można ją przetestować na ludziach - dodaje.
Naukowcy planują również zbadać, czy możliwe jest uczynienie nanorobota bardziej ukierunkowanym poprzez umieszczenie na jego powierzchni białek lub peptydów, które specyficznie wiążą się z określonymi typami nowotworów.
Źródło: Karolinska Institutet, fot. Pixabay/ CC0
