В исследовании, опубликованном в Nature Communications, исследователи описывают создание синтетических моторов ДНК в живых клетках. Этот процесс — ранее успешный только в пробирках — демонстрирует, как моторы ДНК могут быть использованы для выполнения конкретных и целенаправленных биологических функций в живых клетках.«Это действительно много из-за разнообразия потенциальных применений», — говорит Крис Ле, канадский исследовательский директор и выдающийся университетский профессор лабораторной медицины. патология. «Одним из результатов этого будет обеспечение более качественного и раннего выявления заболеваний.
Другой — контролируемое высвобождение целевых молекул лекарств внутри пациентов, что приведет к меньшему количеству побочных эффектов».Команда, в которую также входит Хунцюань Чжан, доцент кафедры лабораторной медицины патологии, докторант Ханьюн Пэн и Син-Фан Ли, профессор лабораторной медицины патология, создала наномашину из компартментов, состоящих из молекул ферментов ДНК и субстратов. «У этой наномашины есть необходимое топливо, треки ДНК и молекулярный переключатель», — говорит Чжан.Для исследования он был настроен на обнаружение определенной последовательности микроРНК, обнаруженной в клетках рака груди.
Когда он вступал в контакт с молекулами-мишенями, мотор ДНК включался и в ходе реакции производил флуоресценцию. Исследователи смогли отслеживать флуоресценцию, определяя, какие клетки были злокачественными. Ле считает, что полученные данные открывают большие перспективы для ранней диагностики заболеваний.«Мы хотим иметь возможность обнаруживать рак или маркеры заболевания в очень незначительных количествах, прежде чем болезнь выйдет из-под контроля.
Таким образом, врачи смогут приступить к ее лечению на очень ранней стадии», — говорит Ле. «Следовые количества целевых молекул, которые могут быть пропущены другими методами, теперь могут быть обнаружены с помощью этого».Исследователи говорят, что помимо возможности улучшить диагностику заболеваний, моторы ДНК также можно использовать для точной доставки лекарств пациентам.
Обычная таргетная лекарственная терапия доставляет лекарство в избирательно нацеленный участок действия, но все же воздействует на большое количество молекул, которые не являются больными. По словам исследователей, с помощью ДНК-мотора лекарство можно доставить, а затем высвободить только тогда, когда его запускают молекулы, специфичные для болезни.«У вас все еще есть молекулы лекарств, идущие к нормальным клеткам — этого нельзя избежать», — говорит Ле. «Используя мотор ДНК, мы надеемся доставить лекарство в клетки в неактивной форме. Только когда мотор ДНК встретится с целевыми молекулами, лекарство может быть высвобождено, чтобы стать активным».
В то время как команда использовала маркер рака груди для исследования, теперь цель состоит в том, чтобы расширить работу, чтобы изучить более широкий спектр других маркеров заболевания. Необходимы дальнейшие испытания наномашин, чтобы лучше понять весь спектр возможностей доставки лекарств.