DNA设备安全使用在医学的应用

纳米技术的进步使人们有可能制造结构的DNA用于生物医学应用提供药物或创建疫苗,但是新的研究在老鼠身上调查的安全技术。

使用了一种叫做DNA折纸(做)-一个过程涉及双重螺旋链互补DNA折叠成一遍又一遍,科学家可以构造各种各样的微型设备复杂形状,可以注射在体内传递药物或执行其他任务。但由于这项技术仍然相对较新,科学家们一直在分裂的纳米结构是否可能导致危险的免疫反应或以其他方式是有毒的动物系统。

现在,来自俄亥俄州立大学的一组研究人员进行了初步一步回答这个问题。这项研究发表在《华尔街日报》小发现,尽管大量的这些DNA设备会导致轻微的免疫反应,它不够明显是危险的。他们的研究结果还表明,不同的形状可能更有利于不同治疗应用。

“DNA是难以置信的建筑和它是如何能够操纵和设计形成纳米机器人在一个协调的方式,”说克里斯托弗·卢卡斯该研究的第一作者、研究科学家俄亥俄州立大学的机械和航空航天工程。“我们相信,这项技术,大量的潜力,可用于诊断、治疗和预防疾病。”

安全测试,如果可以做,卢卡斯的团队使用老鼠比较两种不同的纳米结构的biodistribution和毒性:平面单层二维三角形称为“三”,和一个3 d杆状结构,绰号“马。”在一段10天,大约60雌性老鼠不断给予静脉注射的结构。但真正测试的安全,研究人员反复给老鼠在先前的研究的浓度大于10倍。

研究者发现三和马创建shape-dependent炎症反应,但由于响应减少随着时间的推移,它们表明,免疫反应是相对无害的从长远来看。“这是一个温和的免疫反应,但它不是有毒的动物,”卢卡斯说。“理解,真的很关键,我们走向临床前开发,和药物输送技术应用做好了准备。”

当实验结束时,团队还收集和成像小鼠的所有主要器官,血液和尿液跟踪设备的最终分布到全身。结果表明,两种类型的纳米结构被各种免疫细胞内化,但仍然留下了不同的数量由于原来的浓度和渗透身体多久。因为他们不会引起排斥的,纳米结构也发生了明显的身体相对迅速,卢卡斯说。这是一件好事,尤其是如果科学家希望确保这些设备可以用于目标只有病变细胞。

但是很难预测纳米结构可能遇到的挑战其他人类或动物体内。

“一旦你把东西放在一个生物系统有如此多的变化来解释,”研究的合著者说卡洛斯·卡斯特罗机械和航空航天工程教授。

至于接下来是什么,因为他们已经证明技术不是有毒的老鼠,团队要开始装载设备与化疗药物和开始学习如何有效地使用设备目标肿瘤细胞在动物。说:“我们只是皮毛,卡斯特罗。“我们展示一套全新的有趣的问题,我们可以更深入地。”

这项研究是由美国国立卫生研究院的支持。

参考:卢卡斯CR、哈雷PD Chowdury AA, et al。DNA折纸纳米结构引起免疫原性和存在剂量依赖的相关性是无毒的高剂量在活的有机体内。小。2022:2108063。doi:10.1002 / smll.202108063

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