Россия Мир Экономика Происшествия Все рубрики ДНК © https://commons.wikimedia.org by Christoph Bock, Max Planck Institute for Informatics is licensed under Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported Татьяна Пономарева Опубликована сегодня в 12:20 Время для маленьких чудес: учёные разработали микророботов, которые открываются, как цветок, и лечат болезни Наноботы из ДНК способны лечить болезни, реагируя на изменения в организме — Ронит Фриман Представьте микророботов, размером меньше клетки, которые свободно движутся по кровотоку, находят опухоль и раскрываются, как цветок, высвобождая лекарство точно в нужное место. Это не сюжет из фантастического фильма, а реальное достижение исследователей из Университета Северной Каролины (UNC). Команда под руководством Ронит Фриман создала мягкие наноботы, способные реагировать на изменения температуры и кислотности организма. Их открытие, опубликованное в Nature Nanotechnology, может изменить представление о медицине и биоинженерии. "Люди хотели бы иметь умные капсулы, которые автоматически активируют лекарство при обнаружении болезни и останавливаются, когда она проходит. В принципе, это возможно с нашими материалами, меняющими форму", — пояснила профессор Ронит Фриман, старший автор исследования. Новая технология объединяет молекулярную точность ДНК и прочность неорганических частиц, превращая их в "живые цветы", способные открываться и закрываться при малейшем сигнале среды. Как устроены "цветы" из ДНК Учёные вдохновились природой — тем, как лепестки раскрываются на солнце. Они использовали ДНК как "молекулярную инструкцию", задающую форму будущего нанобота. Каждая последовательность ДНК действует как программа, которая направляет сборку частиц. К наноструктурам добавили золото или оксид графена — эти материалы укрепляют конструкцию и позволяют управлять ею при помощи температуры или света. Когда среда становится более кислой (например, в зоне опухоли), ДНК меняет конфигурацию — лепестки сворачиваются или раскрываются, высвобождая активное вещество. Процесс занимает менее секунды и полностью обратим. Это значит, что "цветок" можно многократно использовать без разрушения структуры — редкость среди наноматериалов. "Мы черпаем идеи из природы — цветущих растений или растущих тканей — и превращаем их в технологию, которая однажды сможет думать, двигаться и адаптироваться самостоятельно", — добавила Фриман. Советы шаг за шагом: как работает нанобот в организме Попадание в кровоток. Микроробот доставляется в организм в составе инъекции или капсулы. Навигация. Благодаря молекулярным меткам он движется к нужной зоне — опухоли или воспалению. Реакция на среду. В кислой или горячей среде структура изменяется — "лепестки" раскрываются. Доставка лекарства. Внутри хранится молекула препарата, которая высвобождается при раскрытии. Самовосстановление. После выполнения задачи нанобот возвращает форму и безопасно выводится из организма. Ошибка — Последствие — Альтернатива Ошибка: использовать металлические наночастицы без биосовместимого покрытия. Последствие: риск токсичности и воспаления. Альтернатива: гибридные структуры на основе ДНК и золота, не вызывающие реакции. Ошибка: создавать наноботы с жёсткой структурой. Последствие: невозможность адаптации к тканям и сосудам. Альтернатива: гибкие, "живые" материалы, способные менять форму. Ошибка: рассчитывать только на тепло как сигнал. Последствие: потеря точности при доставке лекарства. Альтернатива: системы с многоканальной реакцией — на pH, химические маркеры и ферменты. А что если… А что, если наноботы смогут не только лечить, но и диагностировать болезни? Учёные уже экспериментируют с встроенными сенсорами, которые могут "считывать" химический состав тканей. Представьте, что вместо биопсии врачи будут отправлять микророботов, способных брать образцы клеток без боли и шрамов. А что, если эти "цветы" объединить в сеть? Они смогут взаимодействовать между собой, создавая умные микросистемы внутри организма — миниатюрные лаборатории, способные наблюдать, лечить и реагировать в реальном времени. Пока это кажется фантастикой, но именно такими были первые представления о наномедицине 20 лет назад. Плюсы и минусы технологии Source: https://www.newsinfo.ru/news/vremja-dlja-malenkikh/938576/