Wyniki badań, przeprowadzonych dzięki współpracy fizyków i neurologów molekularnych z Oksfordu, wskazują, że sztuczne klatki DNA mogą wnikać do żywych komórek, co może służyć do transportu leków.
Klatki opracowane przez naukowców wykonane są z czterech krótkich łańcuchów syntetycznego DNA. Łańcuchy te zaprojektowane są tak, aby samorzutnie grupowały się w tetraedry (piramidy z czterema trójkątnymi ścianami) o wysokości około 7 nm.
Badacze wcześniej wykazali, że możliwe jest utworzenie klatki wokół cząsteczek białka, więżąc je wewnątrz. Ponadto, klatki DNA mogą być zaprogramowane tak, aby otwierać się, gdy napotkają określone cząsteczki stymulujące.
W nowym doświadczeniu do ludzkich komórek nerkowych hodowanych w laboratorium, naukowcy wprowadzali fluorescencyjnie znakowane czworościany DNA. Następnie komórki obserwowano pod mikroskopem i okazało się, że klatki pozostały zasadniczo nienaruszone, „przeżywając” atak enzymów komórkowych przez co najmniej 48 godzin. Aby klatka DNA była stosowana jako narzędzie do podawania leków, musi efektywnie przenikać do komórek i przetrwać w nich do momentu, aż będzie mogła wydać swój ładunek w odpowiednim miejscu i czasie.
„W tej chwili testujemy tylko proces tworzenia i kontroli klatek wykonanych z DNA”, powiedział profesor Andrew Turberfield z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Oksfordzkiego. „Jednak wyniki te są ważnym krokiem w kierunku udowodnienia, że klatki DNA mogłyby być wykorzystane do dostarczania ładunków, takich jak leki, do wnętrza żywych komórek.”
Poprzednie badania wykazały, że wielkość cząstek jest ważnym czynnikiem determinującym łatwość przenikania do komórki. Cząstki o promieniu poniżej 50 nm, znacznie bardziej skutecznie uzyskują dostęp niż większe cząstki. Czworościany DNA (o wielkości 7 nm) są na tyle małe, że łatwo dostają się do komórki, ale wciąż wystarczająco duże, aby pomieścić użyteczny ładunek. Kolejne badania będą prowadzone w kierunku poznania mechanizmu przenikania klatek DNA do wnętrza żywych komórek.
- Anthony S. Walsh, HaiFang Yin, Christoph M. Erben, Matthew J. A. Wood, Andrew J. Turberfield. DNA Cage Delivery to Mammalian Cells. ACS Nano, 2011; 110628154938010 DOI: 10.1021/nn2005574
- http://www.sciencedaily.com/releases/2011/07/110714100319.htm
Opracowała: Agnieszka Krawczyk
Korekta: Ilona Sadok
