מתישהו תיקח כדור שיתקן את הגוף שלך. נשמע כמו מדע בדיוני, ולמרות שעדיין לא עובדה מדעית, זהו פוטנציאל מפתה שמוצג על ידי פריצת דרך בטכנולוגיית ננו וביו-רפואה של חוקרים בארה"ב, דנמרק ורומא. ננו-רובוטים שיכולים לספק ולשחרר ביו-מולקולות על סמך טמפרטורה.
נבנה ממולקולות, זה "DNANanocage" (נשמע מגניב כי זה) תוכנן על ידי חוקרים, אך הורכב בעצמו מ"המולקולות של הגוף עצמו". התקווה, למרות שהיא רחוקה, היא שה-Nanocages ניתן לבליעה בצורת גלולה, המכילה תרופה כדי ללכוד ביעילות מחלות או סרטן ברמה המולקולרית.
ראה גם:
אַשׁרַאי:
הכלוב הזעיר מגיב לטמפרטורות הסביבה כדי לפתוח ולסגור את הסריג שלו. חוקרים מאוניברסיטת ארהוס בדנמרק, שעבדו עם צוותים באוניברסיטת דיוק בצפון קרולינה ואוניברסיטת רומא באיטליה, השתמשו בו כדי להחזיק אנזים פעיל בשם פרוקסידאז חזרת (HRP). לדברי החוקרים, החלל המרכזי של הכלוב גדול מספיק עבור האנזים, בעוד שחורי העבודה של הסריג קטנים מכדי שהוא יוכל לברוח. הוא משחרר את HRP רק כאשר קיימים תנאי הטמפרטורה הנכונים, ובשלב זה הסריג נפתח מספיק רחב כדי לתת לאנזים לעבור דרכו. תאים ממתינים יכולים אז לצרוך אותו.
ננו קסם
Mashable שוחח עם פוסט דוקטורנט להנדסה ביו-רפואית Sissel Juul, Ph.D., על איך ה-DNA Nanocage עובד ומדוע זה חשוב. היא עובדת על הפרויקט הזה באוניברסיטת דיוק מאז 2008.
ג'ול אמר לנו שמבני DNA אינם חדשים והם מבוססים על עקרונות הליבה של קישור DNA. ל-DNA יש ארבעה בסיסים: אדנין (A), ציטוזין (C), גואנין (g) ותימין (T). כל בסיס מתחבר באופן טבעי לבסיס אחר מסוים (תמיד בזוגות; A עם T ו-C עם G). "אז הרצף של ה-DNA, איזו מולקולה מגיעה אחרי איזו מולקולה, יגיד לנו איך הוא יתכנס", אמר ג'ול.
לאחר מכן הוסיפו החוקרים אנזים המקשר את כל הגדילים הבודדים יחדיו, ולא משאיר קצוות פתוחים. ג'ול הסביר שגוף האדם מפרק באופן טבעי גדילי DNA חופשיים, מה שלמעשה יהפוך את ה-DNA Nanocage חסר תועלת.
החידוש הגדול כאן, לעומת זאת, הוא האלמנט הפונקציונלי של כלוב ה-DNA: יכולת הפתיחה והסגירה על סמך טמפרטורה. כמה מבני DNA קודמים כללו מנעול מולקולרי שניתן לפתוח רק עם מפתח חיצוני.
עם כלוב ה-DNA שלה "אתה לא צריך להוסיף כלום. [אתה] לא צריך להרוס את הכלוב," אמר ג'ול.
קונספט והשלבים הבאים
אַשׁרַאי:
אל תתחיל לעמוד בתור להזרקת Nanobot הראשונה שלך עדיין. Juul הזהיר שהניסויים האלה הם עדיין רק הוכחה לקונספט. אפילו התמונות של ה-DNA Nanocages בפעולה הכלולות כאן הן פשוט אנימציות ממוחשבות שהופקו באוניברסיטת רומא. "זה קטן מכדי לצלם, אז זו סימולציה."
החוקרים אכן מצאו דרכים פיזיות אחרות להוכיח את עבודתם. הם שמו את המולקולות על סרט רנטגן, ומכיוון שמצע HRP פולט אור, הוא יצר נקודה על הסרט והם הצליחו לעקוב אחר האנזים. הם גם השתמשו בספקטרומטר מסה של זמן טיסה (TOF MS) כדי למדוד את תכולת המולקולות על סמך משך הזמן שלקח להן לנסוע לאורך "צינור הטיסה" של המכשיר.
לגבי ההמשך, ג'ול לא חושב שהרעיון של גלולה מלאה בדברים האלה כדי לספק תרופות ממוקדות הוא כל כך מופרך. "יש הרבה מנגנוני מתן תרופות, [אבל] הכנת גלולה היא רצויה ביותר. אתה לא צריך לפתוח כלום חוץ מהפה שלך".
עם זאת, בטווח הקרוב, הם עובדים על הצמדת משהו אחר לכלוב ה-DNA. "לחלק מהתאים הסרטניים יש קולטנים ספציפיים המזהים מולקולה ספציפית. אז אם אתה יכול להוסיף את זה לכלוב, רק התא הסרטני ייקח אותו".
בעצם, זו הגרסה בגודל ננו של הסוס הטרויאני. התא הסרטני רואה מולקולה מושכת רוכבת על דנ"א אנושי ידידותי, בלי מושג שבתוך רשת ה-DNA הזה יש תרופה שיכולה למחוק אותו.
ג'ול מאמין ש"נראה בקרוב אספקה מסחרית ממוקדת של תרופות לא ויראליות". ומתי זה? "השאלה היא האם רכב מבוסס DNA ינצח ב'מירוץ' על פני ננו-רובוטים אחרים", כתב ג'ול באימייל. "אני לא באמת יכול לתת לך מסגרת זמן ספציפית - מצטער. זה גם עניין של ניסויים קליניים ואישורי ה-FDA, שנוטים לקחת הרבה זמן. אז גם אם הטכנולוגיה קיימת, זה עלול לקחת זמן".
ההמתנה תהיה קשה, אבל כשננו-דנ"א מוכנים לכדורים אכן יגיעו, ייתכן שהתאים הסרטניים האלה לעולם לא ידעו מה פגע בהם.
פרטים נוספים על המחקר יכולים להיותנמצא כאן.
[wp_scm_comment]
