Проучване, ръководено от професора по механични науки и инженерство в Университета на Илинойс Урбана-Шампейн Бумсу Хан и проф. Джон Хюн Чой от университета Пърдю, установи, че специално проектирани структури на ДНК оригами, носещи пакети с багрила за изображения, могат конкретно да се насочат към човешки KRAS мутантни ракови клетки, които присъстват в 95% от случаите на рак на панкреаса, съобщиха от университета в Илинойс.
„Това изследване подчертава не само потенциала за по-точно изобразяване на рак, но също така и селективно доставяне на химиотерапия, значителен напредък спрямо настоящите лечения на панкреатичен дуктален аденокарцином“, каза проф. Хан, който също е свързан с Центъра за ракови заболявания в Илинойс . „Настоящият процес на отстраняване на ракови тъкани чрез хирургична резекция може да бъде значително подобрен чрез по-точно изобразяване на туморните граници.“, добавя ученият.
Резултатите от изследването са публикувани в списанието Advanced Science.
ДНК е дълга двуверижна молекула, което я прави идеален кандидат за сгъване в наномащабни скелета, които държат молекули – в този случай флуоресцентни бои за изображения – на място и за създаване на нови, синтетични молекулярни структури.
Екипът разработи модели на рак на панкреаса, използвайки 3D отпечатани „тумороиди“ и микрофлуидни системи, които имитират сложната туморна микросреда – наречени микрофлуидни модели на тумор-строма, за да се намали зависимостта от животинска тъкан и да се ускори преводът към клинична употреба при хора. За да тестват усвояването на оригами структурите в раковите тъкани, изследователите добавиха опакованите с багрило ДНК структури към туморните модели и проследиха движението им с флуоресцентно изображение. След това те прилагат структурите за доставяне на багрило на мишки с човешка туморна тъкан на панкреаса, за да изследват разпределението на ДНК оригами пакетите в по-физиологично подходящи условия.
Екипът експериментира с различни размери на молекули ДНК оригами с формата на тръби и плочки. Учените откриха, че тръбовидни структури – с дължина около 70 нанометра и диаметър 30 нанометра, както и такива, които са с дължина около 6 нанометра и диаметър 30 нанометра, изпитват най-голямо усвояване от тъканта на рака на панкреаса, като същевременно не се абсорбират от околната неракова тъкан. По-големите молекули с форма на тръба и всички размери молекули с форма на плочка не се представиха толкова добре.
„Бяхме изненадани да видим колко драстично вариацията в размера и формата на пакетите ДНК оригами повлия на усвояването от раковите клетки спрямо здравите клетки“, заяви проф. Хан.
Следващата стъпка е да се изследва използването на сгънати като оригами ДНК молекули, заредени с химиотерапевтични лекарства за селективно доставяне до раковите клетки, без да се засягат нормалните клетки, обяви проф. Хан.
Коментари