Anasayfa/Teknoloji/Robotik/Tümörü Gerileten Tam Otonom DNA Nanorobotlar
Tümörü Gerileten Tam Otonom DNA Nanorobotlar
Senem 13 Şubat 2018
0 876 Okuma Süresi: 2 dakika
Jason Drees, Arizona State University/genengnews
ABD ve Çin’deki bir grup bilim insanı, kan kaynaklarını engelleyerek tümörleri arayan ve küçülen, programlanabilir DNA Origami Nanorobotlar‘ı oluşturdu. Göğüs, melanom, yumurtalık ve akciğer tümörlerini taşıyan farelerde yapılan testler; DNA nanorobotlarının kanserle beslenen kan damarlarında nasıl ev sahipliği yaptığını ve tümörlerin oksijen ve besin ömrünü etkin bir şekilde kapatan pıhtı oluşumunu başlattığını gösterdi.
Nanorobot enjeksiyonlarını kullanarak tedavi edilen hayvanlar; daha uzun süredir hayatta kalmış ve bazı vakalarda tümör gerilemesi görülmüştür. Kritik olarak, nanorobotların normal olduğu ve farelerde, domuzlarda test edildiğinde bağışıklık tepkilerini tetiklemediği bulundu.
Arizona Eyalet Üniversitesi (ASU) Biodizayn Enstitüsü Moleküler Tasarım ve Biyomimetik Merkezi Direktörü Dr. Hao Yan: “Çok hassas ilaç tasarımı ve hedefli kanser terapisi için ilk tam otonom DNA robot sistemi geliştirdik. Ayrıca, bu teknoloji tüm tümör çeşidini besleyen kan damarlarının aynı olması sayesinde, birçok kanser türü için kullanılabilecek bir stratejidir.”
Araştırmacılara göre, kan dolaşımını keserek tümörleri açlıktan öldürmek, kansere karşı cazip bir strateji. Örneğin, vasküler oklüzyona (damarın kapanması) neden olan bir yaklaşımın kullanılması, hemen hemen her tür tümör için geçerli olabilir.
Bunu başarmak için Prof. Hao Yan’ın ekibi; pıhtılaşmayı spesifik olarak tümörlere geçiren ve tümör kanında tromboza (pıhtı) neden olan DNA nanorobot sistemini origami’ye dönüştürdü. Bunun yanında sağlıklı dokularda damarlanmaya da yol açmadığı gözlemlendi.
Her nanorobot düz, dikdörtgen şeklinde bir DNA origami levhasından oluşturulur, sadece 90 nm-60 nm alan ve sadece 2 nm kalınlıktadır. Origami levha üzerinde dört trombin molekülü bulunur ve trombin molekülleri içeride korunarak içi boş bir tüpe sarılır. Tüp yapısı, tümör ile ilişkili endotel hücreleri üzerinde spesifik olarak sentezlenir. Bir protein olan nükleolin için dizayn edilen, DNA moleküllerini içeren “tutturma” ipleri ile bir araya getirilir. Nihai yapı, yaklaşık 19 nm’lik bir çapa ve yaklaşık 90 nm’lik bir uzunluğa sahip içi boş, boru şeklinde bir DNA nanorobotudur.
Bilim adamları, DNA nanorobotlarındaki moleküllerin, tümör kan damarlarındaki nükleolin (hücre yüzeyi proteini) hedeflerini tanıyacağını ve bağlayacağını; böylece bağlama şeritlerinin açılmasını tetiklediğini varsayar. Nanorobot orijinal haline geri döndüğünde, kan damarlarının trombine (kanı pıhtılaştıran protein) maruz kalmasına izin verir. Böylece, tromboz (pıhtı) gelişimine yol açar.
Ekip; ilk önce nanorobotların beklendiği gibi nucleolin’e bağlandığında açıldığını onaylamak için floresan işaretler kullandı. Daha sonra, trombin yüklü nanorobotların (nanorobot-Th) pıtılaşmaya neden olduğunu gösteren bir dizi in vitro (lab) deney gerçekleştirdiler.
Araştırmacılar daha sonra, in vivo fare modellerinde nanorobotları değerlendirdiler. Floresan görüntüleme çalışmaları; deney hayvanları tarafından taşınan ve tümör vasküler endoteline bağlı meme tümörlerinde biriken nanorobotların olduğunu ortaya koymuştur. Daha fazla analiz; nanorobot uygulamasının sadece 24 saat içinde tümörlerde kan damarı tıkanıklığına neden olduğunu gösterdi. Sonuçta 48 saat sonra ilerlemiş tromboz vardı ve 72 saat boyunca yoğun trombo; tüm tümör bölgesinde belirgindi. Araştırmacıların da belirttiği gibi; ilginç biçimde, hayvanların organlarının herhangi birinde trombo veya başka anormallikler bulunmadı.
Tümör taşıyan farelerde yapılan ek çalışmalar, nanorobot enjeksiyonlarının, “tümör büyümesini engellemede tedavi edici etkiye işaret eden,” tümör büyümesini yavaşlatan ve hayvan hayatta kalımlarında belirgin artışlar olduğunu doğruladı. Nanorobot terapisiyle, tedavi edilen sekiz fareden üçünün tam tümör gerilemesi ve ikiden fazla ortalama sağ-kalım süresi sergilediği görüldü.
Hao Yan: “Sanırım teknolojinin gerçek, pratik tıbbi uygulamalarına çok daha yakın olduğumuzu düşünüyorum. Çeşitli ajanları taşıyan, rasyonel olarak tasarlanmış farklı nanorobotların kombinasyonları; tümörlerin yok edilmesi ve kanser araştırmasının nihai hedefinin gerçekleştirilmesine yardımcı olabilir.”
ASU DNA Origami Nanorobotlar Dr. Hao Yan Floresan görüntüleme Nanorobot terapisi nanorobot-Th Origami levha
Yaşlı Köpekler için “Beyin Oyunları”
Hydrogen One; İlk Akıllı Holografik Telefon