Могут ли ДНК-нанороботы вылечить от рака? Ожидаем результатов первых испытаний
“Нет, это не фантастика; это уже происходит” сказал Ido Bachelet недоверчивой аудитории в Лондоне в прошлом году. Bachelet, который ранее работал в Harvard’s Wyss Institute и был членом факультета в Israel’s Bar-Ilan University, является лидером группы, работающей в сфере ДНК-нанотехнологий.
В коротком разговоре Bachelet сообщил, что ДНК-нанороботы будут вскоре испытаны для человека, который критически болен лейкемией (рак терминальной стадии). Пациент, которому осталось жить ~6 месяцев, получит иньекцию ДНК-нанороботов, которые специально были спроектированы для взаимодействия с белыми клетками лейкемии и соответственно, для их уничтожения, а во время своей работы они не нанесут ущерба тканям человека.
Click to viewСогласно Bachelet, его команда успешно протестировала их метод на животных и уже написала две научные статьи в Science и Nature.
Современные терапии от рака включают в себя хирургию и химиотерапию, которые могут не только приносить много страданий, но и повреждать здоровые ткани вместе с болезнью. Если подход Bachelet'a успешно докажет свою эффективность на людях, и продвинется в своих исследованиях дальше в ближайшие годы, то работа команды явялется сигналом начала новой эры в терапии рака.
Bachelet представляет себе день, когда иньекции будут делаться не только критически больным. Совсем наоборот. Здоровые люди будут делать ежегодные медосмотры с помощью таких иньекций. Нанороботы будут проводить скрининг тела для любых типов рака, - сейчас уже разработаны такие технологии для 12 типов опухолей, которые будут находится и уничтожаться ещё до их дальнейшего распространения, даже до того, как их можно будет обнаружить.
Можете простить аудитории их недоверчивую реакцию, так как это звучит как научная фантастика. И на самом деле, умеренные ожидания естественны для любых подходов, и не имеет значения, насколько они захватывающи. Животные не люди, и каждый человек не похож на других. Ещё много стоит работы впереди, которую нужно сделать, и только после неё мы узнаем, чего это стоит.
Тем не менее, сейчас будет только одно пробное испытание на пациенте, и работа не будет иметь быстрого развития. А Bachelet и его коллега Shawn Douglas работают над ДНК-нанороботами всего три года.
Возможности ДНК-нанотехнологий захватывают дух исследователей ещё с 80-х. Пионер на этом поле, Ned Seeman, первый задумал изгибать нити ДНК в геометрические фигуры, и это произошло более 30 лет назад. С этого момента, исследователи изучили как создавать различные двух- и трех-мерные фигуры - кубы, плитки, сферы, многогранники, шестеренки, буквы, и даже смайлики.
Для создания ДНК-наноструктур ученые соединяют короткие ДНК-нити между точками более длинной, как кусочки ленты или скрепки, и далее изгибают для принятия формы. Однажды спроектированные, синтетические ДНК-нити переводят в конкретную спецификацию (прим. - как шаблон).
Что это дает? Здесь нет дорогого и кропотливого производства, делая структуру за структурой. Ученые перемешивают ДНК, подогревают результат, и когда это остывает, то далее применяется самосборка нужных структур. Добавленная в помощь программная инженерия позволяет предсказать, каким образом свернется ДНК, и процесс разработки становится более эффективным.
Но причина того, что Bachelet и его коллеги называют их создания роботами (а не просто инерционными молекулами) в том, что они выполняют действия согласно заданным условиям. Нанороботы сами являются гибкими цилиндрическими ДНК, которые могут закрываться на петли, а это позволяет производить доставку (внутри них) различных веществ и молекул. Например лекарство от рака.
ДНК замки спроектированы таким образом, чтобы реагировать только на определенные молекулы/белки/.. на поверхности раковых клеток. Если такое происходит, то замок снимается, цилиндр открывается и полезная нагрузка ДНК-робота считается доставленной до места назначения. Это позволяет нанороотам выпускать лекарства только рядом с раковыми клетками, не повреждая остальные клетки человека.
Так как нанороботы созданы из органики, биосовместимого материала, то можете представить, как иммунная система может на них отреагиррвать. Но Bachelet сообщил о том, что он уверен в том, что роботы сделаны так, чтобы избежать подобного эффекта. Кроме того, организм очистит впоследствии остатки роботов через некоторое время.
Bachelet говорит, что большее видение более точной доставки позволяет приоткрыть возможность использования веществ, которые слишком токсичны. Также он видит перспективы расширения применения, т.е. не только против рака. Например, ДНК-нанороботы могут выполнять хирургическое восстановление на клеточном уровне, сращивая повреждения спинного мозга, соединяя поврежденные нервы и тем самым позволять выполнять им свою функцию.
Но все это будет в будущем. И ещё много работы предстоит сделать.
http://singularityhub.com/2015/01/08/can-dna-nanobots-successfully-treat-cancer-patient-first-human-trial-soon/