Vědci ze švédského Karolinska Institutet vyvinuli nanoroboty, kteří likvidují rakovinné buňky u myší. Okem neviditelný stroj je vybavený zbraní uloženou v jeho struktuře a aktivuje se jen v mikroprostředí nádoru, čímž šetří zdravé buňky.
Švédský tým už před několika roky vymyslel a vytvořil takzvané receptory smrti, které způsobují buněčnou smrt. Jedná se struktury vytvořené ze šesti peptidů (řetězců aminokyselin) sestavených do šestiúhelníkového vzoru.
„Tento šestiúhelníkový nanotvar peptidů se stává smrtící zbraní,“ popsal profesor Björn Högberg z oddělení lékařské biochemie a biofyziky Karolinska Institutet, který studii vedl.
„Kdybyste ho podávali jako běžný lék, začala by nanozbraň nevybíravě zabíjet buňky v těle, což by nebylo dobré. Abychom tento problém obešli, ukryli jsme ji do nanostruktury vytvořené z DNA,“ popsal vědec bezpečnostní pojistky, které vymyslel.
Pojistka před buněčným masakrem
Tým profesora Högberga se věnuje náročnému oboru vytváření struktury v nanorozměrech pomocí DNA jako stavebního materiálu už řadu let. Této metodě vědci říkají „DNA origami“. Teď tuto techniku použili k vytvoření jakéhosi vypínače, který se aktivuje za předem vybraných podmínek, takže se o tuto „biologickou čepel“ nepořežou všechny buňky, ale jen ty, které jsou v blízkosti, když zbraň z „vystřelováku“ vyskočí.
„Podařilo se nám skrýt zbraň tak, že se aktivuje pouze v prostředí, které se nachází v takzvaném solidním nádoru a jeho okolí,“ vysvětluje Högberg. „To znamená, že jsme vytvořili typ nanorobota, který se dokáže specificky zaměřit na rakovinné buňky a zabíjet je.“
Klíčem k aktivaci receptorů smrti je nízké pH neboli kyselé mikroprostředí, které obvykle obklopuje rakovinné buňky a které také aktivuje zbraň nanorobota. Při analýzách buněk ve zkumavkách se vědcům podařilo prokázat, že peptidová zbraň je při běžném pH 7,4 ukryta uvnitř nanostruktury, ale že má drastický účinek na zabíjení buněk, když pH klesne na 6,5. Vědci se také snažili prokázat, že peptidová zbraň je při běžném pH 7,4 skrytá uvnitř nanostruktury.
Nanorobot zafungoval
Když se ukázalo, že v pokusech v Petriho misce funguje, jak má, rozhodli se vědci otestovat zbraň v živém organismu. Vstříkli nanorobota do myší, kterým byl vyvolán nádor rakoviny prsu. Nesledovali sice práci zabijáckého stroječku v reálném čase, ale porovnávali vývoj nádorů u nemocných myší. Ukázalo se, že u těch, v nichž úřadoval nanorobot, nádor rostl až o sedmdesát procent méně než u těch, jimž nebyl nano-lék vpraven do těla.
„Teď musíme prozkoumat, jestli to stejně funguje i na pokročilejších modelech rakoviny, které se více podobají skutečnému lidskému onemocnění,“ dodal první autor studie a výzkumný pracovník z oddělení lékařské biochemie a biofyziky Karolinska Institutet Yang Wang. „Než bude možné metodu testovat na lidech, musíme také zjistit, jaké má vedlejší účinky.“
Vědci rovněž plánují prozkoumat, jestli je možné nanorobota cíleněji využít tím, že na jeho povrch umístí proteiny nebo peptidy, které se specificky vážou na určité typy rakoviny.
