Наноробот для транспортировки лекарств в организме
Наноробот — это популярный термин для молекул с уникальным свойством, позволяющим запрограммировать их на выполнение конкретной задачи. Исследователи из Орхусского университета в сотрудничестве с коллегами из Италии и США сделали большой шаг к созданию первого наноробота из молекул ДНК, способного инкапсулировать и высвобождать активные биомолекулы.
Со временем наноробот (также называемый ДНК-нанокапсулой), несомненно, будет использоваться для транспортировки лекарств в организме и, таким образом, оказания направленного воздействия на больные клетки.
Конструкция из естественных молекул организма
Используя самосборку ДНК, исследователи сконструировали восемь уникальных молекул ДНК из собственных естественных молекул организма. При смешивании эти молекулы спонтанно собираются в пригодную для использования форму — нанокапсулу.
Нанокапсула имеет четыре функциональных элемента, которые трансформируются в ответ на изменения температуры окружающей среды. Эти преобразования либо закрывают, либо открывают нанокапсулу. Используя температурные изменения, исследователи захватили в нанокапсулу активный фермент — пероксидазу хрена (HRP). HRP использовали в качестве модели, поскольку её активность легко отслеживать.
Это возможно благодаря тому, что внешняя решётка нанокапсулы имеет отверстия диаметром меньше, чем центральная сферическая полость. Эта структура позволяет инкапсулировать ферменты или другие молекулы, которые больше отверстий в решётке, но меньше центральной полости.
Исследователи только что опубликовали эти результаты в известном журнале ACS Nano. В статье они показывают, как можно использовать изменения температуры, чтобы открыть нанокапсулу, позволить инкапсулировать HRP, а затем снова закрыть её.
Они также демонстрируют, что HRP сохраняет свою ферментативную активность внутри нанокапсулы и преобразует молекулы субстрата, достаточно маленькие, чтобы проникнуть внутрь, в продукты реакции.
Инкапсуляция HRP в нанокапсуле обратима, так что нанокапсула способна снова высвободить HRP в ответ на температурные изменения. Исследователи также показывают, что ДНК-нанокапсула с ферментной нагрузкой может поглощаться клетками в культуре.
В перспективе ожидается, что концепция этой нанокапсулы будет использоваться для доставки лекарств, то есть в качестве транспортного средства для лекарств, способного нацеливаться на больные клетки в организме для достижения более быстрого и эффективного действия.