Naukowcy z prestiżowego Karolinska Institutet w Szwecji opracowali zaawansowane nanoroboty, które skutecznie zabijają komórki nowotworowe u myszy. Wyniki tych przełomowych badań opublikowane zostały w renomowanym czasopiśmie „Nature Nanotechnology” i budzą ogromne nadzieje na przyszłe zastosowanie tej technologii w leczeniu nowotworów u ludzi.
Mechanizm Działania Nanorobotów
Nanoroboty zostały zaprojektowane w taki sposób, że ich śmiercionośna „broń” jest eksponowana jedynie w kwaśnym mikrośrodowisku nowotworu, co pozwala oszczędzać zdrowe komórki organizmu. Jak wyjaśnia profesor Björn Högberg z Wydziału Biochemii Medycznej i Biofizyki Karolinska Institutet, „Ten sześciokątny nanowzór peptydów staje się śmiercionośną bronią. Gdyby podać go jako lek, zacząłby zabijać bez różnicy wszystkie komórki w organizmie, co nie byłoby dobre. Aby obejść ten problem, ukryliśmy broń w nanostrukturze zbudowanej z DNA” .
Origami DNA: Nowa Era Nanotechnologii
Budowanie struktur w nanoskali przy użyciu DNA jako budulca, zwane origami DNA, to technika, nad którą zespół Högberga pracuje od wielu lat. Dzięki tej metodzie udało się stworzyć „wyłącznik awaryjny”, który aktywuje się tylko w odpowiednich warunkach, tj. w kwaśnym mikrośrodowisku charakterystycznym dla guzów nowotworowych. „Udało nam się ukryć broń w taki sposób, że można ją odsłonić jedynie w środowisku występującym w guzie litym i wokół niego. Oznacza to, że stworzyliśmy rodzaj nanorobota, który może selektywnie namierzać i zabijać komórki nowotworowe” – podkreślił Högberg.
Efekty Badań: Obiecujące Wyniki
Testy przeprowadzone na myszach z guzami raka piersi wykazały, że wstrzyknięcie nanorobotów spowodowało 70-procentowe zmniejszenie wzrostu guza w porównaniu z myszami, którym podano nieaktywną wersję nanorobota. Kluczem do skuteczności tej metody jest niskie pH, które aktywuje broń nanorobota. Przy normalnym pH wynoszącym 7,4, zabójczy peptyd pozostaje ukryty wewnątrz nanostruktury, ale gdy pH spada do 6,5, peptyd wykazuje bardzo wyraźny efekt zabijania komórek.
Przyszłość Nanorobotów w Onkologii
„Musimy teraz zbadać, czy działa to w bardziej zaawansowanych modelach nowotworów, które bardziej przypominają prawdziwą ludzką chorobę” – zaznacza Yang Wang, pierwszy autor badania. „Musimy także dowiedzieć się, jakie skutki uboczne ma ta metoda, zanim będzie można ją przetestować na ludziach” – dodaje.
Badacze planują również zbadać możliwość lepszego ukierunkowania nanorobotów poprzez umieszczenie na ich powierzchni białek lub peptydów, które specyficznie wiążą się z określonymi typami nowotworów.
Wsparcie i Finansowanie
Badania zostały sfinansowane przez Fundację Knuta i Alice Wallenbergów, Europejską Radę ds. Badań Naukowych (ERC), Szwedzką Radę ds. Badań Naukowych oraz Akademię Fińską. Wynalazek ten zostanie opatentowany, co otwiera drzwi do jego dalszego rozwoju i komercjalizacji.
Podsumowanie
Nanoroboty opracowane przez naukowców z Karolinska Institutet to krok milowy w walce z nowotworami. Ich zdolność do selektywnego niszczenia komórek rakowych bez uszkadzania zdrowych komórek organizmu jest nadzieją na przyszłość onkologii. Kolejne etapy badań, mające na celu potwierdzenie skuteczności i bezpieczeństwa tej metody w bardziej zaawansowanych modelach oraz na ludziach, będą kluczowe dla dalszego rozwoju tej obiecującej technologii.
