Коллектив ученых под руководством доктора физико-математических наук Максима Никитина представил инновационную разработку в области нанобиомедицины. Проблема современной терапии, особенно в онкологии, заключается не столько в уничтожении больных клеток, сколько в их точном распознавании и избирательном воздействии, чтобы минимизировать вред для здоровых тканей. Существующие методы часто не обладают такой избирательностью. Решение, предложенное российскими исследователями, основано на создании терапевтических наноагентов, способных решать логические задачи на молекулярном уровне.
Идея заключается в том, чтобы научить наночастицы распознавать не один, а целый комплекс биомаркеров, уникальных для патологической клетки. Это похоже на логическое условие: «если в окружении этой клетки присутствует маркер А, а также обязательно маркер Б, но ни в коем случае маркер В, то ее надо уничтожить».
Реализовать такой сложный анализ позволяет ДНК, которая отлично подходит для создания компьютеров, поскольку ее легко синтезировать, а ее свойства хорошо предсказуемы. Ученые создали многослойные наноконструкции на основе ДНК, которые остаются неактивными и безопасными до тех пор, пока не обнаружат в окружающей среде заданную комбинацию молекул. Только после точного «узнавания» нужного молекулярного портрета, например, раковой клетки, частица активируется и запускает лечебную функцию.
Интеллектуальный анализ молекул РНК и ДНК не просто служит дополнением к иммунохимическим методам, предлагая высокочувствительные способы выявления вирусов, бактериальных патогенов, онкологических заболеваний и других угроз. Он позволяет нам приблизиться к разгадке одной из ключевых тайн современности — пониманию природы многочисленных коротких фрагментов ДНК и РНК, свободно циркулирующих в крови человека, функциональное значение которых изначально было серьезно недооценено. В настоящее время стало очевидно, что эти последовательности превратились из так называемого «биологического шума» в эффективный инструмент новейшей медицины.
Исследователям удалось экспериментально подтвердить высокую точность срабатывания созданных ими логических гейтов при взаимодействии с раковыми клетками. Главное достижение — возможность создавать сложные схемы на одной частице. Это важный шаг на пути к созданию полноценных терапевтических нанороботов, которые смогут функционировать непосредственно в кровотоке пациента.
Данная работа является частью масштабного цикла исследований, в рамках которого ученые уже значительно повысили чувствительность наноагентов, научились обходить иммунную систему для увеличения времени циркуляции в крови и открыли новые механизмы внутриклеточной коммуникации. Конечная цель проекта — создание безопасных и высокоэффективных препаратов для борьбы с заболеваниями на самых ранних, часто еще не диагностируемых стадиях, что кардинально изменит подход к лечению.
Ранее ученые рассказали, что вирусы могут «разбудить» спящие клетки рака груди.
