創(chuàng)建DNA結(jié)構(gòu)用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的能力如創(chuàng)建疫苗或藥物輸送系統(tǒng)已經(jīng)通過(guò)納米技術(shù)的進(jìn)步成為可能，但最近在小鼠身上的一項(xiàng)研究考察了該技術(shù)的安全性?？茖W(xué)家們可以構(gòu)建各種具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的微小裝置，這些裝置可能被植入體內(nèi)以運(yùn)輸藥物或執(zhí)行其他職責(zé)，而使用的方法為DNA折紙(DO)，它涉及到將DNA的互補(bǔ)鏈重復(fù)折疊成雙螺旋。
然而由于這項(xiàng)技術(shù)仍處于起步階段，專(zhuān)家們對(duì)納米結(jié)構(gòu)是否會(huì)在動(dòng)物系統(tǒng)中引起危險(xiǎn)的免疫反應(yīng)或以其他方式產(chǎn)生毒性存在分歧。
現(xiàn)在，來(lái)自俄亥俄州立大學(xué)的研究人員已經(jīng)邁出了第一步從而為這個(gè)問(wèn)題提供了答案。最近發(fā)表在《Small》上的這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，雖然大量的這些DNA裝置可能會(huì)對(duì)免疫系統(tǒng)產(chǎn)生一些影響，但并沒(méi)有明顯到有害的程度。他們的結(jié)果還暗示，一些醫(yī)藥應(yīng)用可能會(huì)從不同的形狀中獲益更多。
“DNA在構(gòu)造方面及它如何能被操縱和設(shè)計(jì)并以非常協(xié)調(diào)的方式形成納米機(jī)器人是令人難以置信的，”該研究的論文第一作者、俄亥俄州機(jī)械和航空航天工程的研究科學(xué)家Christopher Lucas說(shuō)道，“我們相信這項(xiàng)具有難以置信的潛力的技術(shù)可以用來(lái)診斷、治療和預(yù)防疾病?！?/span>
為了測(cè)試是否可以安全地做到這一點(diǎn)，Lucas的團(tuán)隊(duì)使用小鼠來(lái)比較兩種不同的納米結(jié)構(gòu)的生物分布和毒性：一種被稱(chēng)為“Tri"的扁平單層二維三角形以及一種被命名為“Horse”的三維棒狀結(jié)構(gòu)。在10天的時(shí)間里，約60只雌性小鼠被連續(xù)靜脈注射了兩種DO結(jié)構(gòu)。但為了真正測(cè)試其安全性，研究人員反復(fù)給小鼠注射，其濃度是以前的研究高10倍。
研究人員確實(shí)看到Tri和Horse產(chǎn)生了依賴(lài)于形狀的炎癥反應(yīng)，但由于反應(yīng)隨著時(shí)間的推移而減少，他們指出，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，免疫反應(yīng)是相對(duì)無(wú)害的。Lucas指出：“這是一種適度的免疫反應(yīng)，但它對(duì)動(dòng)物沒(méi)有毒性。當(dāng)我們走向臨床前開(kāi)發(fā)并為藥物輸送應(yīng)用準(zhǔn)備好技術(shù)時(shí)，了解這一點(diǎn)確實(shí)是關(guān)鍵?！?/span>
當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，該團(tuán)隊(duì)還收集并成像了小鼠的所有主要器官、血液和尿液以跟蹤該設(shè)備在整個(gè)身體的最終分布。結(jié)果顯示，兩種類(lèi)型的納米結(jié)構(gòu)都被各種免疫細(xì)胞內(nèi)化，但由于它們的原始濃度和滲透到體內(nèi)的時(shí)間不同，仍留下的DO數(shù)量也不同。Lucas表示，由于它們具有生物相容性，納米結(jié)構(gòu)也恰好能相對(duì)快速地清除身體。這是一件好事，特別是如果科學(xué)家們想確保這些設(shè)備可以只針對(duì)患病的細(xì)胞。
然而很難預(yù)測(cè)其他類(lèi)型的納米結(jié)構(gòu)在人類(lèi)或動(dòng)物體內(nèi)可能遇到的挑戰(zhàn)。
研究報(bào)告的共同作者、機(jī)械和航天工程教授Carlos Castro說(shuō)道：“一旦你把東西放到生物系統(tǒng)中，就會(huì)有很多變化需要考慮?！?/span>
至于下一步，由于該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)證明該技術(shù)對(duì)小鼠沒(méi)有毒性，他們希望開(kāi)始在設(shè)備上裝載化療藥物并開(kāi)始學(xué)習(xí)如何使用這些設(shè)備來(lái)有效地針對(duì)動(dòng)物體內(nèi)的癌細(xì)胞?！拔覀冎皇怯|及了表面。我們正在揭示一套全新的有趣的問(wèn)題，以我們可以更深入地進(jìn)行挖掘，”Castro說(shuō)道。
