Российские ученые из МФТИ и университета «Сириус» представили инновационное решение в области медицины — наноструктуры на основе ДНК, способные целенаправленно уничтожать раковые клетки и патогены. Результаты их работы опубликованы в авторитетном журнале Theranostics.
Российские ученые изобрели уникальные «наноструктуры»: они могут уничтожать клетки рака и не трогать здоровые
Разработка ученых позволит диагностировать опасные заболевания и уничтожать опухоли без повреждения здоровых тканей.
Unsplash
Основная проблема при лечении таких заболеваний, как рак, заключается не в том, чтобы уничтожить злокачественные клетки, а в том, чтобы сделать это селективно, минимально затрагивая здоровые ткани. «Необходимо как можно меньше повреждать окружающие здоровые клетки и ткани», — отметил заведующий лабораторией нанобиотехнологий МФТИ Максим Никитин.
На протяжении более десяти лет команда исследователей работала над созданием «умных» наноматериалов, используя различные биомолекулы, такие как белки, РНК и ДНК. Эти структуры могут реагировать на изменения в окружающей среде и выполнять запрограммированные действия. Например, ещё в 2014 году учёным удалось разработать аналоги логических вентилей — базовых элементов компьютеров — на основе белковых молекул.
Такие «молекулярные компьютеры» способны распознавать специфические биомаркеры, связанные с болезнями, и уничтожать только те клетки, которые соответствуют характеристикам опухоли или поврежденных тканей. Российские специалисты создали многослойные ДНК-наноконструкции, которые меняют свою форму в зависимости от внешних или внутриклеточных сигналов.
Когда целевые сигналы отсутствуют, эти конструкции остаются неактивными, что делает их безопасными для здоровых клеток. За десять лет исследований учёным удалось разработать универсальный набор ДНК-цепей, способных выполнять четыре основные логические операции: «Да», «Нет», «Или» и «И». Это позволяет решать задачи любой сложности в рамках одной наночастицы.
Эффективность работы этих «интеллектуальных» наноструктур была подтверждена в экспериментах на культурах различных типов раковых клеток. В будущем такие разработки могут найти применение не только в лечении онкологических заболеваний, но и в диагностике хронических болезней, а также в изучении коротких молекул ДНК и РНК.
Важно отметить, что подобные прорывные открытия очень важны. Пусть ученые (в том числе российские) уже изобрели вакцину от рака, которая доказала свою эффективность, чем больше методов лечения рака будет, тем лучше для людей. Тем более, не будем забывать, что вакцина не гарантирует выздоровления. Поэтому в арсенале врачей всегда должны быть запасные инструменты с высокой эффективностью.