Sa usa ka bag-o nga pagtuon, ang mga tigdukiduki nakahimo sa una nga higayon nga usa ka hingpit nga autonomous nanorobotic nga sistema alang sa piho nga pag-target sa kanser.
Sa usa ka dakong pag-uswag sa nanomedicine, ang natad nga naghiusa sa nanotechnology uban sa medisina, ang mga tigdukiduki nakahimo og mga bag-ong pamaagi sa pagtambal gamit ang gamay kaayo nga molekula nga mga nanopartikel (makina o mga robot nga duol sa microscopic scale sa usa ka nanometer 10-9m) ngadto sa target kanser, niining talagsaong pagtuon nga gipatik sa Nature Biotechnology.
DNA origami nanobot: ang magic transporter
DNA Ang origami usa ka proseso diin ang usa ka DNA gipilo sa lebel sa nanoscale ug gigamit sa pagtukod sa mga aktibong istruktura sa pinakagamay nga mga timbangan (origami sama sa arte sa pagpilo sa papel). Ang DNA usa ka maayo nga pagtipig sa kasayuran ug busa ang mga istruktura nga gitukod gikan niini mahimong magamit ingon mga tigdala sa kasayuran. Nahiuyon niini nga kapabilidad, kini nga mga nanopartikel sa DNA (o 'DNA nanorobots' o 'nanorobots' o yano nga 'nanobots') makalihok ug makaalsa sa mga kargamento sa pinakagamay nga mga timbangan alang sa piho nga mga buluhaton sa lawas sa tawo ug sa ingon angay alang sa kadaghanan. nanorobotic mga aplikasyon. Ang gidak-on sa maong nanobot 1000 ka beses nga mas gamay kay sa usa ka hilo sa buhok sa tawo. Kini nga natad sa nanorobotics napuno sa kahinam sa miaging duha ka dekada ug daghang mga eksperto ang nagpunting sa pagpauswag sa ingon nga mga istruktura sa nanoscale base sa DNA nga mahimo’g mapilo ang ilang kaugalingon sa tanan nga mga porma ug gidak-on aron mabag-o ang tambal labi na ang therapy ug paghatud sa tambal.
Ang teknolohiya sa Nanorobot kay kaylap na nga gigamit ug nabag-o na ang mga natad sama sa medical imaging, device, sensor, energy system ug tambal. Sa medisina, ang nanobotshave adunay hinungdanon nga mga bentaha tungod kay wala sila makamugna bisan unsang makadaot nga mga kalihokan, wala’y posible nga epekto ug piho kaayo kung diin nga site sa lawas ang ilang target ug operahan. Ang inisyal nga gasto sa pagpalambo sa nanorobots tingali taas apan ang paggama kon gihimo pinaagi sa naandang paagi sa pagproseso sa batch makapamenos sa gasto sa dakong sukod. Usab, ang usa ka gamay nga nanorobot dali nga ma-inject sa lawas ug kini dali nga molutaw sa dugo (ang sistema sa sirkulasyon) ug makatabang sa pag-ila sa mga problema ug pagtambal niini. Ang mga Nanobots nakabaton ug daghang kahulogan sa panukiduki sa kanser tungod kay kini mahimo nga usa ka walay sakit nga alternatibo sa chemotherapy nga sa laing bahin makapabug-at kaayo ug nagbutang ug dakong personal ug pinansyal nga palas-anon sa pasyente. Ang kemoterapi dili lamang usa ka mapintas nga paagi sa pagtambal sa kanser, apan gawas sa pag-atake sa mga selula sa kanser, ang pamaagi nagbilin daghang mga epekto sa tibuuk nga lawas. Bisan pa ang siyensya wala makadiskobre ug bisan unsang bag-ong alternatibo sa chemotherapy alang sa pagtambal sa kini nga naghulga sa kinabuhi nga sakit nga gitawag og kanser. Ang mga nanobot adunay potensyal nga usbon kini nga senaryo sa umaabot nga mga tuig pinaagi sa pagkahimong usa ka labi ka episyente, mas maalamon ug gipunting nga alternatibong pag-atake sa kanser.
Pag-target sa kanser
Niining bag-o nga pagtuon, usa ka kolaborasyon tali sa Arizona State University, USA, ug National Center for Nano siyensiya ug Teknolohiya sa Chinese Academy of Sciences, Beijing, ang mga tigdukiduki malampusong nagdesinyo, nagtukod ug maampingong nagkontrolar sa mga automated nanobots aron aktibong mangita ug tukma nga makaguba sa mga kanser nga tumor sulod sa lawas - samtang dili makadaot sa bisan unsang himsog nga mga selula. Ilang nabuntog ang daghang mga hagit nga naghampak sa mga nano scientist sulod sa kapin sa duha ka dekada, pinaagi sa pagdesinyo ug paggamit sa usa ka yano kaayo ug prangka nga estratehiya sa pagpangita ug paglaglag sa tumor. Ang estratehiya mao ang espesipikong pagputol sa suplay sa dugo sa tumor cell pinaagi sa pag-aghat sa blood coagulation ngadto sa tumor cell gamit ang DNA-based nanobots. Busa, naghunahuna sila sa usa ka butang nga morag yano - ipatapot ang usa ka yawe nga blood-clotting enzyme (gitawag nga Thrombin) sa ibabaw sa patag, nanoscaled DNA origami nanobot. Usa ka kasagaran nga upat ka mga molekula sa Thrombin ang gilakip sa patag nga nawong sa DNA origami sheet sa gidak-on 90nm sa 60nm. Kini nga patag nga palid gipilo sama sa usa ka panid sa papel nga naghimo sa mga nanobot nga agup-op ngadto sa porma sa usa ka hollow tube. Kini nga mga nanobot gi-inject sa mouse (nga naaghat sa agresibo nga pagtubo sa tumor), sila mibiyahe sa tibuuk nga agianan sa dugo nga nakaabut ug nagbugkos sa target niini - ang mga tumor. sa clotting sa dugo sulod sa mga sudlanan nga nagpakaon sa pagtubo sa tumor, pagmugna sa pagkaguba sa tumor tissue o cell kamatayon. Kining tibuok nga proseso, makapainteres nga mahitabo nga paspas kaayo ug ang mga nanobot naglibot sa tumor sulod sa mga oras sa pag-injection. Ang ebidensya sa advanced thrombosis, sa tanan nga mga selula sa tumor naobserbahan pagkahuman sa 36 ka oras nga indeyksiyon.
Dugang pa, giatiman usab sa mga tagsulat ang paglakip sa usa ka espesyal nga kargamento sa nawong sa nanobot (gitawag nga DNA aptamer) nga espesipikong target ang usa ka protina, gitawag nga nucleolin, nga gihimo sa taas nga kantidad lamang sa ibabaw sa mga selula sa tumor, sa ingon pagkunhod ang mga kahigayonan sa mga nanobot nga moatake sa himsog nga mga selula ngadto sa zero. Kini nga mga nanobot wala lamang nagpamenos ug nagpatay sa mga selula sa tumor apan nakapugong usab sa metastasis - ikaduha nga pagtubo sa kanser sa layo nga dapit.
Kaluwasan ug pagkaepektibo
Gipasiugda sa mga tagsulat nga ang mga nanobot luwas ug immunologically inert alang sa paggamit sa mga ilaga ug bisan sa mga baboy ug ang paggamit sa mga nanobot wala magpakita sa mga pagbag-o sa normal nga coagulation sa dugo sa ubang lugar o istruktura sa cell o bisan unsang breechinto sa utok. Sa ingon, sila gitudlo nga luwas ug epektibo sa pag-target ug pagkunhod sa mga tumor nga wala’y mahimo nga dili gusto nga mga epekto. Kadaghanan sa mga nanobots nakita usab nga nagpaubos ug nagtangtang sa lawas pagkahuman sa 24 oras. Bisan kung ang mga nanobot mahimong gidisenyo sa usa ka 'pagkopya sa mga nanobots' nga modelo, nga masabtan aron makunhuran ang gasto samtang ang pipila ka mga kopya gihimo ug ang ubang mga nanobot gihimo sa kaugalingon, klaro nga ang ingon nga pamaagi kinahanglan nga magamit lamang sa mga espesyal nga kahimtang. . Kutob sa natad sa medisina, ang usa ka walay pulos nga kill-switch kinahanglan usab nga anaa sa lugar aron mapugngan ang bisan unsang grabe nga mga kahimtang. Ang mga legal nga awtoridad kinahanglan nga maghimo og mga regulasyon aron malikayan ang bisan unsang sayop nga paggamit sa mga nanobot sa medisina, pananglitan nga mga nanobot nga armas. Ang tanan nga mga hinungdan kung gitimbang, ang kaepektibo sa nanobots nagdala kanato sa usa ka punto nga dili nila makalimtan ug ang pagtan-aw sa ilang potensyal nga nanobots mahimong usa ka hinungdanon nga sangkap sa medisina sa umaabot.
Ang usa ka susama nga pamaagi mahimong magamit sa mga tawo sama sa gipakita sa mga tagsulat nga kini nga sistema gisulayan usab sa usa ka panguna nga modelo sa kanser sa baga sa mouse - nga nagsundog sa klinikal nga kurso sa baga sa tawo. kanser mga pasyente- ug nagpakita sa pagbalik sa tumor pagkahuman sa duha ka semana nga pagtambal. Usab, kini nga mga pagtuon gihimo sa mga ilaga, ug sa sulod sa duha ka semana usa ka susama nga gipakita nga epekto sa mga kanser sa suso, melanoma, ovarian ug kanser sa baga ang nakita sa mga hayop. Ang pagtuon, bisan pa kinahanglan nga buhaton sa mga tawo aron makumpirma ang katuohan sa parehas nga mga sangputanan ug ang lig-on nga mga pagsulay sa klinika kinahanglan nga himuon aron makab-ot ang parehas.
Usa ka maalamon ug gipunting nga paagi sa pag-atake sa kanser
Usa sa mga dagkong hagit sa mga terapiya sa kanser mao ang pag-amping ug husto nga paglainlain tali sa mga selula sa tumor sa kanser ug sa normal, himsog nga mga selyula sa lawas. Ang naandan nga pamaagi sa paglikaw ug pagpatay sa mga selula sa tumor - chemotherapy ug radiation therapy - napakyas sa pag-target sa mga selula sa tumor nga pilion nga wala makig-uban sa normal nga mga selula sa lawas. Sa ingon, ang chemotherapy ug ingon man ang radiation therapy lagmit nga magpahinabog grabe nga mga epekto, parehas nga menor de edad ug mayor, lakip ang kadaot sa organ nga nagresulta sa usa ka labi nga pagkadaot sa pagtambal sa kanser ug sa ingon mubu nga rate sa pagkaluwas sa mga pasyente. Ang mga nanobot sama sa gihulagway sa kini nga pagtuon mao ang una sa iyang matang sa mga mammal nga kusgan kaayo ug epektibo sa pag-ila sa mga selula sa tumor ug pagkunhod sa ilang pagtubo ug pagdaghan. Kini nga DNA robotic system mahimong magamit alang sa tukma ug gipunting nga terapiya sa kanser alang sa daghang mga klase sa kanser, tungod kay ang tanan nga solidong tumor nga nagpakaon sa mga ugat sa dugo parehas ra.
Kini nga panukiduki nagbukas sa dalan alang sa umaabot nga magsugod sa paghunahuna ug pagplano sa praktikal nga mga solusyon sa medikal gamit ang mga pag-uswag sa teknolohiya. Ang katapusang katuyoan sa panukiduki sa kanser mao ang malampuson nga pagwagtang sa mga solidong tumor, nga wala’y grabe nga epekto ug pagkunhod sa metastasis. Sa pagtan-aw sa kini nga pagtuon, nakita namon ang dako nga paglaum alang sa umaabot diin kini nga karon nga estratehiya mahimong sulundon alang sa pagkab-ot sa katapusang katuyoan sa pag-atubang sa kanser. Ug dili lamang sa kanser, kini nga estratehiya mahimo usab nga maugmad ingon usa ka plataporma sa paghatud sa tambal alang sa pagtambal sa daghang uban pang mga sakit tungod kay ang pamaagi mao ra ang pagbag-o sa istruktura sa mga nanobot ug pagbag-o sa mga kargamento. Usab, ang mga nanobot makatabang kanato nga mas masabtan ang pagkakomplikado sa lawas ug utok sa tawo. Makatabang usab kini sa pagbuhat sa walay sakit ug dili invasive nga mga operasyon, bisan ang pinakakomplikado nga mga operasyon. Hypothetically sa niini nga punto, tungod sa ilang gidak-on nanobots mahimo usab nga surf sa mga selula sa utok ug makamugna sa tanan nga may kalabutan nga impormasyon nga gikinahanglan alang sa dugang nga panukiduki. Sa umaabot, ingnon ta duha ka dekada gikan karon, ang usa ka pag-injection sa nanobot mahimong hingpit nga makaayo sa mga sakit.
***
Mga gigikanan (s)
Li S et al 2018. Usa ka DNA nanorobot naglihok isip usa ka terapyutik sa kanser isip tubag sa usa ka molekular nga trigger sa vivo. Nature Biotechnology. https://doi.org/10.1038/nbt.4071
***
