In un studiu recente, i circadori anu sviluppatu per a prima volta un sistema nanoroboticu cumplettamente autonomu per specificà u cancer.
In un avanzamentu maiò in a nanomedicina, u campu chì combina a nanotecnologia cù a medicina, i circadori anu sviluppatu novi strade di trattamentu terapeuticu utilizendu nanoparticuli assai chjuchi, di dimensioni molecule (macchina o robot chì sò vicinu à a scala microscòpica di un nanometru 10-9m) per mira cancru, in stu studiu notevuli publicatu in Natura Biotechnologia.
DNA origami nanobot: u trasportatore magicu
DNA L'origami hè un prucessu in u quale un DNA hè plegatu in un livellu nanoescala è hè utilizatu per custruisce strutture attive à a scala più chjuca (origami cum'è in l'arti di plegamentu di carta). L'ADN hè un grande almacenamentu di l'infurmazioni è cusì strutture chì sò custruite da ellu ponu esse aduprate cum'è trasportatori di informazioni. In cunfurmità cù sta capacità, sti nanoparticelle di DNA (o 'nanorobots DNA' o 'nanorobots' o semplicemente 'nanobots') ponu spustà è elevà a carica à a scala più chjuca per compiti specifichi in u corpu umanu è cusì sò adattati per parechji. nanorobotica applicazioni. A dimensione di un tali nanobot hè 1000 volte più chjuca di una sola fila di capelli umani. Stu campu di nanorobotica hè stata piena di eccitazione per l'ultime duie decennii è parechji esperti sò stati cuncentrati in u sviluppu di tali strutture nanoscala basate in DNA chì ponu piegà in ogni tipu di forme è dimensioni per rivoluzionari a medicina, in particulare a terapia è a consegna di droghe.
A tecnulugia Nanorobot hè oghji largamente usata è hà digià rivoluzionatu campi cum'è l'imaghjini medichi, i dispositi, i sensori, i sistemi energetichi è ancu a medicina. In a medicina, i nanobotshave vantaghji significativi principalmente perchè ùn generanu micca attività dannusu, ùn anu micca effetti secundari pussibuli è sò assai specifichi in quale situ in u corpu si miranu è operanu. U costu iniziale di u sviluppu di nanorobots forsi altu, ma a fabricazione quandu hè fatta da u metudu convenzionale di trasfurmazioni batch reduces u costu à una grande extent.Further, a dimensione minuscule di i nanorobots facenu ideali per targeting bacteria è virus. Inoltre, un nanorobot minuscule pò esse injectatu assai facilmente in u corpu è facilmente flotta à traversu u sangue (u sistema circulatori) è aiuta à detectà i prublemi è trattà. Nanobots anu guadagnatu assai significatu in a ricerca di u cancer, postu chì ponu esse una alternativa indolore di quimioterapia chì altrimenti hè assai stressante è mette un pesu persunale è finanziariu enormu à u paziente. A chimioterapia ùn hè micca solu una manera dura di trattà u cancer, ma fora di attaccà e cellule cancerose, a prucedura lascia parechji effetti secundari in u corpu. Eppuru, a scienza ùn hè micca stata capace di scopre una nova alternativa à a chimioterapia per trattà sta malatia minaccia di vita chjamata cancru. Nanobots anu u putenziale di cambià stu scenariu in l'anni à vene per esse una alternativa più efficiente, più intelligente è mirata per attaccà u cancer.
Attaccà u cancer
In stu studiu recente, una cullaburazione trà Arizona State University, USA, è National Center for Nano Scienza è Tecnulugia di l'Academia Cinese di Scienze, Pechino, i circadori anu cuncepitu, custruitu è cuntrullati cù cura i nanobots automatizati per circà attivamente è distrughjenu precisamente i tumuri cancerosi in u corpu - mentre ùn dannu micca e cellule sane. Anu superatu parechje sfide chì anu afflittu i nano-scientisti per più di duie decennii, cuncependu è utilizendu una strategia assai simplice è diretta per circà è distrughje u tumore. A strategia era di cutà specificamente u fornimentu di sangue in una cellula tumorale inducendu a coagulazione di sangue in a cellula tumorale cù nanobots basati in DNA. Allora, anu pensatu à qualcosa apparentemente simplice - aghjunghje una enzima chjave di coagulazione di sangue (chjamata Trombina) à a superficia di u nanobot origami di DNA flat, nanoscaled. Una media di quattru molécule di Trombina sò stati attaccati à a superficia plana di u DNA foglia origami di dimensione 90nm per 60nm. Questa foglia piatta hè stata plegata cum'è una foglia di carta facendu chì i nanobots muffanu in a forma di un tubu cavu. Questi nanobots sò stati iniettati in un mouse (chì era statu indottu cù una crescita aggressiva di tumore), viaghjàvanu in tuttu u sangue per ghjunghje à u so target - i tumori. à a coagulazione di sangue in i vasi chì alimentanu a crescita di u tumore, generendu a distruzzione di u tissutu tumorale o a morte di e cellule. Stu prucessu tutale, curiosamente succede assai rapidamente è i nanobots circundanu u tumore in l'ore di l'iniezione. Evidenza di trombosi avanzata, in tutte e cellule tumorali hè stata osservata dopu à 36 ore di iniezione.
In più, l'autori anu ancu cura di cumprendi una carica speciale nantu à a superficia di u nanobot (chjamatu un aptamer di DNA) chì avaristi specificamente una proteina, chjamata nucleolina, chì hè fatta in quantità elevate solu nantu à a superficia di e cellule tumorali, riducendu cusì. i chances of nanobots ever attacking the healthy cells to zero.These nanobots micca solu ridutta è uccisu e cellule tumorali, ma ancu impeditu metastasi - crescita cancerous secundariu à un situ distanti.
Sicurezza è efficacità
L'autori insistenu chì i nanobots sò sicuri è immunologicamente inerti per l'usu in i topi è ancu i porchi è l'usu di i nanobots ùn hà micca mostratu cambiamenti in a coagulazione di sangue normale in altrò o struttura cellulare o qualsiasi breechinu in u cervellu. Cusì, sò stati designati com'è sicuri è efficaci versu i tumuri di mira è di diminuzione senza alcunu effetti secundari indesiderati. A maiò parte di i nanobots anu vistu ancu esse degradanti è sbulicati da u corpu dopu à 24 ore. Ancu s'è i nanobots puderanu esse disignati in un mudellu di 'nanobots replicanti', chì hè comprensibile per mantene i costi bassi cum'è alcune copie sò fatte è altri nanobots sò autogenerati, hè chjaru chì un tali approcciu deve esse applicatu solu in circustanze speciali. . In quantu à u campu di a medicina, un kill-switch infallibile deve ancu esse in u locu per mantene qualsiasi circustanze estreme à l'alba. L'autorità legali anu bisognu di cuncepisce regulamenti per evità ogni abusu di nanobots in medicina, per esempiu nanobots armati. Tutti i fattori quandu pesanu, l'efficacità di i nanobots ci porta à un puntu chì ùn ponu esse trascurati è fighjendu i so nanobots potenziali seranu un cumpunente essenziale di a medicina in u futuru.
Un approcciu simile puderia esse usatu nantu à l'omu cum'è l'autori anu dimustratu chì stu sistema hè statu ancu pruvatu nantu à un mudellu primariu di cancru di pulmone di u mouse - chì imita u cursu clinicu umanu di pulmone. cancru pazienti- è dimustratu a regressione di u tumore dopu un trattamentu di duie settimane. Inoltre, sti studii sò stati realizati nantu à i topi, è in duie simane un effettu dimustrabile simili nantu à i cancers di senu, melanoma, ovariu è pulmone hè statu vistu in l'animali. U studiu, però, deve esse fattu in l'omu per cunfirmà a plausibilità di risultati simili è prucessi clinichi robusti deve esse realizatu per ottene u listessu.
Un modu assai intelligente è miratu per attaccà u cancer
Una di e sfide maiò di a terapia di u cancer hè di differenzià currettamente è currettamente trà e cellule tumorali di u cancer è e cellule di u corpu normale è sani. L'approcciu convenzionale per fughje è uccide e cellule tumorali - chimioterapia è radioterapia - ùn riesce à indirizzà e cellule tumorali selettivamente senza interagisce cù e cellule normali di u corpu. Cusì, a chimioterapia è ancu a radioterapia tendenu à causà effetti secundari gravi, sia minori sia maiò, cumpresi danni à l'organi chì si traduce in un trattamentu assai deterioratu di u cancer è cusì bassu tassi di sopravvivenza trà i pazienti. Nanobots cum'è quelli descritti in stu studiu sò i primi di u so tipu in i mammiferi chì sò assai forti è efficaci per identificà e cellule tumorali è diminuite a so crescita è a proliferazione. Stu sistema roboticu di DNA pò esse usatu per una terapia di cancro precisa è mirata per parechji tipi di cancru, postu chì tutti i vini sanguini chì alimentanu i tumori solidi sò essenzialmente listessi.
Sta ricerca hà alluntanatu a strada per u futuru per cumincià à pensà è pianificà suluzioni mediche pratiche utilizendu avanzati tecnologichi. L'ultimu scopu di a ricerca di u cancer hè l'eradicazione riescita di i tumori solidi, senza effetti secundari gravi è metastasi ridutta. Fighjendu stu studiu, vedemu una immensa speranza per u futuru induve sta strategia attuale puderia esse ideale per rializà u scopu finale di affruntà u cancer. È micca solu u cancer, sta strategia puderia ancu esse sviluppata cum'è una piattaforma di consegna di droghe per u trattamentu di parechje altre malatie ancu perchè l'approcciu seria solu mudificà a struttura di nanobots è alterà i carichi caricati. Inoltre, i nanobots ponu aiutà à capisce più a cumplessità di u corpu umanu è u cervellu. Questu hà ancu aiutu à eseguisce interventi chirurgici indolori è micca invasivi, ancu i più complicati. Ipoteticamente à questu puntu, per via di a so dimensione, i nanobots puderanu ancu navigà à traversu e cellule di u cervellu è generà tutte l'infurmazioni relative necessarie per più ricerche. In u futuru, dicemu duie decennii da avà, una sola iniezione di un nanobot puderia esse capace di curà completamente e malatie.
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Fonte (s)
Li S et al 2018. Un nanorobot di DNA funziona cum'è una terapia di cancru in risposta à un trigger molecular in vivo. Natura Biotechnologia. https://doi.org/10.1038/nbt.4071
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