Νανορομπότ που σκοτώνει καρκινικά κύτταρα με εξαιρετική ακρίβεια δημιούργησαν επιστήμονες στη Σουηδία

Ένα νανορομπότ που στοχεύει και εξαλείφει μόνο τα καρκινικά κύτταρα ανέπτυξαν ερευνητές του Karolinska Institutet στη Σουηδία. Αυτό το επίτευγμα αναδεικνύει τις δυνατότητες της νανοτεχνολογίας στη θεραπεία του καρκίνου και δίνει ελπίδες για μελλοντικές εφαρμογές στον άνθρωπο.

Πως τα νανορομπότ στοχεύουν τα καρκινικά κύτταρα

Η ομάδα κατασκεύασε μια νανοδομή που τοποθετεί τους λεγόμενους «υποδοχείς θανάτου» στις επιφάνειες των καρκινικών κυττάρων, προκαλώντας κυτταρικό θάνατο. Η κεφαλή του νανορομπότ περιέχει μια κοιλότητα που περιέχει έξι πεπτίδια (αλυσίδες αμινοξέων) τοποθετημένα σε εξαγωνικό μοτίβο. Αυτά τα πεπτίδια έχουν σχεδιαστεί για να συνδέονται και να ενεργοποιούν τους υποδοχείς θανάτου στα καρκινικά κύτταρα.

«Αυτό το εξαγωνικό νανοδιάγραμμα πεπτιδίων γίνεται ένα θανατηφόρο όπλο», εξήγησε ο Μπγιόρν Χόγκμπεργκ, καθηγητής στο Τμήμα Ιατρικής Βιοχημείας και Βιοφυσικής του Ινστιτούτου Karolinska, ο οποίος ήταν και επικεφαλής της μελέτης.

«Αν το χορηγούσατε ως φάρμακο, θα άρχιζε να σκοτώνει αδιακρίτως τα κύτταρα, κάτι που δεν θα ήταν καλό. Για να παρακάμψουμε αυτό το πρόβλημα, κρύψαμε το φάρμακο μέσα σε μια νανοδομή κατασκευασμένη από DNA» συμπλήρωσε.

Η κατασκευή δομών σε νανοκλίμακα χρησιμοποιώντας το DNA ως δομικό υλικό ονομάζεται DNA origami. Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε την τεχνική αυτή για να δημιουργήσει έναν «διακόπτη θανάτου» ο οποίος ενεργοποιείται υπό κατάλληλες συνθήκες.

«Καταφέραμε να κρύψουμε το όπλο με τέτοιο τρόπο ώστε να εκτίθεται μόνο στο περιβάλλον που βρίσκεται μέσα και γύρω από έναν συμπαγή όγκο. Αυτό σημαίνει ότι δημιουργήσαμε ένα είδος νανορομπότ που μπορεί να στοχεύει και να σκοτώνει μόνο τα καρκινικά κύτταρα» πρόσθεσε.

Υπό κανονικές συνθήκες, συμπεριλαμβανομένων περιβαλλόντων με όξινο pH 7,4, τα πεπτίδια παραμένουν κρυμμένα μέσα στο νανορομπότ, καθιστώντας το αδρανές και ακίνδυνο. Ωστόσο, σε επίπεδο pH 6,5, τυπικό για τους καρκινικούς ιστούς, ενεργοποιείται ένας «διακόπτης θανάτου» και οι δομές του DNA ξεδιπλώνονται για να αποκαλύψουν τα κυτταροτοξικά πεπτίδια. Αυτά, στη συνέχεια συσσωρεύουν υποδοχείς θανάτου στην επιφάνεια των καρκινικών κυττάρων, προκαλώντας απόπτωση ή προγραμματισμένο κυτταρικό θάνατο.

Μείωση της ανάπτυξης καρκινικών όγκων

Η επιστημονική ομάδα δοκίμασε το νανορομπότ σε ποντίκια που είχαν αναπτύξει καρκινικούς όγκους. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα τη μείωση της ανάπτυξης του καρκινικού όγκου κατά 70% σε σχέση με τα ποντίκια στα οποία χορηγήθηκε μια ανενεργή έκδοση του νανορομπότ.

«Τώρα πρέπει να διερευνήσουμε αν είναι αποτελεσματικό και σε μοντέλα καρκίνου που μοιάζουν περισσότερο με την πραγματική ανθρώπινη ασθένεια», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Γιανγκ Γουάνγκ, ερευνητής στο Τμήμα Ιατρικής Βιοχημείας και Βιοφυσικής του Ινστιτούτου Karolinska Institutet.

«Πρέπει επίσης να μάθουμε τι παρενέργειες μπορεί να προκαλέσει η μέθοδος προτού δοκιμαστεί σε ανθρώπους», κατέληξε ο ερευνητής.

Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «Nature Nanotechnology».