Sử dụng các thiết bị nhân tạo siêu nhỏ cho mọi thứ, từ điều trị ung thư đến đánh bật cục máu đông và điều trị bệnh tim đã có từ khá lâu, nhưng chỉ gần đây, các bác sĩ và nhà khoa học trên toàn thế giới mới bắt đầu thực hiện bước nhảy vọt từ lý thuyết khoa học sang thực tế.
Ảnh minh họa
Các nhà nghiên cứu từ Đại học Công nghệ Thông tin, Cơ học và Quang học (ITMO) ở St. Petersburg, Nga hiện đang phát triển một công cụ chống ung thư mới bằng cách sử dụng các hạt nano sinh học nhỏ được tạo ra từ các đoạn DNA có khả năng tìm kiếm và tiêu diệt một số loại tế bào ung thư.
Trong một báo cáo được công bố, các nhà nghiên cứu đã giải thích làm thế nào thiết bị của họ có thể phát hiện ra các mục tiêu axit ribonucleic (RNA) gây ung thư, tách ra và phá vỡ chúng để ngăn chặn sự lây lan.
DNA là cơ sở của tế bào, nó chứa thông tin di truyền cần thiết để mã hóa các protein quan trọng cho sự tồn tại của tế bào, Nikol Nikolina Goncharova, đồng tác giả nghiên cứu và kỹ sư tại khoa hóa học và sinh học phân tử của ITMO, giải thích.
Khi một tế bào trở thành ung thư, nó phải đối mặt với sự cố trong bộ gene. Sau đó nó bắt đầu tổng hợp các protein protein xấu tức là không phải những protein mà cơ thể chúng ta cần. Kết quả là, các tế bào bắt đầu nhân lên không kiểm soát được, quá trình này trở nên không thể dừng lại, và một khối u lớn lên và phát triển.
Theo đó, các nhà khoa học nói rằng nếu việc sản xuất các protein bị trục trặc có thể bị ngừng lại, các tế bào ung thư sẽ không thể tiếp tục phân chia và sẽ bắt đầu chết đi.
Để đạt được kết quả, các nhà nghiên cứu Nga đã thử nghiệm với deoxyribozyme, một loại enzyme DNA, trong một số trường hợp nhất định, liên kết với các liên kết trong RNA có chứa protein gây bệnh.
Đầu tiên nghiên cứu tính chất của deoxyribozyme có khả năng nhận ra các phân tử RNA gây bệnh và tấn công chúng. Các nhà khoa học tại ITMO sau đó tổng hợp chúng trong môi trường phòng thí nghiệm, do đó tạo ra một loại nanobot có thể gắn nhãn một số loại tế bào ung thư với sự trợ giúp của các phân tử phát sáng và phá hủy chúng.
“Nanobot dựa trên DNA của chúng tôi bao gồm hai thành phần, một thành phần được phát hiện và phần còn lại được điều trị”, Gon Gonarova giải thích. Các thành phần trị liệu cắt RNA gây bệnh. Càng cắt, protein càng ít gây hại. Thành phần thứ hai của nanobot cho phép phát hiện các tế bào bị ảnh hưởng. Khi phát hiện thấy loại ARN sai của ARN trong một tế bào, công cụ sẽ kết hợp với một oligonucleotide được đưa vào tế bào nhân tạo và cắt nó, tạo ra ánh sáng huỳnh quang.
Goncharova và các đồng nghiệp đã thử nghiệm nanorobot của họ trên gen KRAS, công tắc bật / tắt phân tử, các loại sử dụng động lực học protein và được biết là nguyên nhân gây bệnh tới 20% bệnh ung thư ở người. Trong thử nghiệm, nhóm nanobot đã phát hiện thành công RNA chịu trách nhiệm tổng hợp protein gây bệnh và có thể phá hủy thành công trong khi bỏ qua tất cả các phân tử khác một cách an toàn.
Các nhà khoa học hiện có kế hoạch tiếp tục nghiên cứu bao gồm thử nghiệm trên các tế bào sống và cuối cùng là động vật. Công việc cũng đang được tiến hành tại ITMO và các nơi khác về việc tạo ra các thùng chứa nano đặc biệt để phân phối thuốc được nhắm mục tiêu.
Theo các nhà nghiên cứu, công cụ của họ có tiềm năng chi phí thấp là một trong những lợi thế đáng kể của nó, với việc tạo ra một loạt nanorobot trong điều kiện phòng thí nghiệm ước tính có giá chỉ từ 1.000 đến 1.500 rúp (tương đương 16-24 USD). Hơn nữa, các nhà khoa học tin rằng phương pháp của họ có tiềm năng ứng dụng trong chẩn đoán và điều trị tất cả các loại bệnh khác, từ nhiễm virus đến rối loạn di truyền.
