完全自主癌症抗击纳米罗伯寻求并破坏肿瘤

编程只攻击癌细胞的纳米波特的关键是在其表面上包括特殊的有效载荷，称为DNA适体。DNA适体可以特别靶向蛋白质，称为核仁蛋白，其仅在肿瘤内皮细胞表面上以高量制成 - 并且在健康细胞表面上没有发现。亚利桑那州立大学杰森德里斯

在亚利桑那州立大学（ASU）科学家纳米医学内的一项重大进展中，与中国科学院国家科学研究和技术中心（NCNST）的研究人员合作，已经成功地编制了纳米波特来通过切断血液来缩小肿瘤供应。

“我们已经开发出一种非常精确的药物设计和靶向癌症治疗的第一个完全自主，DNA机器人系统，”ASU Biodesign Institute的分子设计和生物体系中心主任Hao Yan表示，分子学校的Milton Glick教授科学。

“此外，这种技术是一种可用于许多类型的癌症的策略，因为所有实体肿瘤喂养的血管基本相同，”燕说。

该技术的成功示范，在杂志，黑素瘤，卵巢和肺癌模型中哺乳动物中的一类哺乳动物的研究发表在自然生物技术杂志上。

寻找和摧毁

Yan是DNA折纸领域的专家，在过去的二十年中，发发了原子尺度制造，以构建越来越复杂的结构。

构建其结构的砖来自DNA，可以将各种形状和尺寸自折叠成一千次小于人头毛发宽度的规模，同时彻底改变计算，电子和电子和药物。

这一天可能比预期的速度快得多。

Nanomedicine是一种新的医学分支，寻求将纳米技术的承诺结合起来，为治疗的完全新的途径开辟，例如制备小核，分子大小的纳米粒子诊断和治疗困难疾病，尤其是癌症。

到目前为止，前进的纳米医生的挑战已经很困难，因为科学家想设计，建造和仔细控制纳米罗巴波斯，以积极寻求和破坏癌症的肿瘤 - 而不会损害任何健康的细胞。

国际研究人员通过使用看似简单的策略来克服这个问题来非常选择地寻求和饿死肿瘤。

这项工作在大约5年前开始。NCNST研究人员首先通过使用DNA的纳米载体在多种实体瘤中具有高治疗效果和安全性曲线的血液凝固来特异性地切断肿瘤血液供应。Hao Yan教授的专业知识升级了纳米医生设计，成为一个完全可编程的机器人系统，能够完全独立于其任务。

“这些纳米波特可以被编程为运输分子有效载荷并导致现场肿瘤血液供应障碍，这可能导致组织死亡并缩小肿瘤，”NCNST，位于中国北京的NCNST教授表示，“宝泉丁说。

纳米泊泊斯到救援

为了进行研究，科学家们利用了一种众所周知的小鼠肿瘤模型，其中将人癌细胞注射到小鼠中以诱导侵袭性肿瘤生长。

一旦肿瘤生长，纳米虫杆就会朝向救援。

每个纳米叶叶丸由扁平的矩形DNA折纸片，90纳米尺寸的60纳米制成。将称为凝血酶的关键血液凝血酶连接到表面上。

凝血酶可以通过凝结饲喂肿瘤生长的血管内的血液来阻断肿瘤血流，导致一种肿瘤迷你心脏病发作并导致肿瘤组织死亡。

首先，将四个凝血酶分子的平均值连接到平坦的DNA支架上。接下来，将平板折叠在一起，就像一张纸一样折叠成圆形以制造中空管。

它们用IV注射到鼠标中，然后在整个血液中行驶，在肿瘤上归巢。

编程只攻击癌细胞的纳米波特的关键是在其表面上包括特殊的有效载荷，称为DNA适体。DNA适体可以特异性地靶向蛋白质，称为核仁蛋白，其仅在肿瘤内皮细胞表面上以高量制成 - 并且在健康细胞表面上没有发现。

一旦与肿瘤血管表面结合，纳米罗巴托就像是臭名昭着的特洛伊木马一样，将其毫无戒心的药物货物在肿瘤的心脏中递送，使血液凝血的关键曝光凝血酶的酶。

纳米罗巴氏虫迅速工作，大量聚集在注射后几个小时即可快速围绕肿瘤。

安全和声音设计

首先是，该团队表明纳米虫蛋白是安全有效的肿瘤萎缩。

“纳米摩证明是在正常小鼠中使用的安全性和免疫惰性，也是在Bama微型猪中，显示出正常血液凝血或细胞形态的可检测变化，”尤兰赵也表示，NCNST和主导科学家国际协同团队。

最重要的是，没有证据表明纳米波特蔓延到大脑中可能导致不需要的副作用，例如中风。

“NCNST和协作团队的主要成员的另一位教授广州聂表示，纳米洛波在小鼠的正常组织中截然不同。”

治疗阻断肿瘤血液供应，并在24小时内产生肿瘤组织损伤，同时对健康组织没有影响。在攻击肿瘤后，大部分纳米波特被清除并在24小时后从身体中降解。

逐两天，有证据表明血栓形成先进，3天，所有肿瘤血管中的血栓都被观察到。

关键是仅在肿瘤血管内时才能触发凝血酶。此外，在黑色素瘤小鼠模型中，8只小鼠中的3只小鼠接受纳米虫疗法表现出肿瘤的完全回归。中位生存时间一倍多，从20.5到45天延伸。

他们还试图在对肺癌患者的肺癌患者的临床过程中进行测试中的测试中的系统。它们在2周治疗后显示肿瘤组织的收缩。

非常小的科学变大

对于燕来说，重要的研究里程碑代表了纳米医生开始的开始。

“凝血酶递送DNA nanorobot构成了在DNA纳米技术用于癌症治疗的主要进程，”闫说。“在黑色素瘤小鼠模型中，纳米虫蛋白不仅影响了原发性肿瘤，而且防止了转移形成，呈现有前途的治疗潜力。”

燕和他的合作者现在积极追求临床合作伙伴进一步发展这项技术。

“我认为我们对技术的真实，实用的医疗应用更接近，”燕说。“不同理性设计的纳米波特的组合携带各种试剂可能有助于实现癌症研究的最终目标：根除固体肿瘤和血管化转移。此外，目前的策略可以通过修饰纳米结构的几何形状，靶向组和装载货物来制造用于治疗其他疾病的药物递送平台。“

出版物：Suping Li等人，“DNA纳米虫蛋白是响应于体内分子触发的癌症治疗，”自然生物技术，2018; DOI：10.1038 / NBT.4071