نانومهندسی DNA و پروتئین برای تولید نانوحامل

مهندسی نانومقیاس روی ساختار DNA و پروتئین منجر به ساخت نانوحاملی شده که می‌تواند ترکیبات دارویی را در سایت سرطان رهاسازی کند.

یکی از محدودیت‌های روش شیمی‌درمانی رایج این است که درمان سرطان در آن هدفمند انجام نمی‌شود و دارو به‌صورت ویژه به سلول سرطانی وارد نمی‌شود. بنابراین مواد کشنده ضدسرطان به سلول‌های سالم نیز وارد شده و آن‌ها را نیز تحت تاثیر قرار می‌دهد، در نتیجه اثرات جانبی زیادی دارد.

از این رو دانشمندان به دنبال روش‌هایی هستند که در آن‌ها از فناوری‌نانو برای افزایش اثربخشی روش‌های درمان سرطان استفاده شود، سامانه‌های رهایش دارو که با فناوری‌نانو طراحی شده باشند می‌توانند سلول‌های سرطانی را هدف قرار داده و اثرات جانبی را به حداقل برسانند.

محققان هندی موسسه IISER سامانه رهایش دارویی نانومقیاسی ساختند که می‌تواند برای این کار استفاده شود. این گروه نشان داد نانوژلی که آن‌ها ساختند می‌تواند سلول‌های سرطانی را به‌صورت ویژه هدف قرار دهد و محتویات دارویی را درون سلول‌های سرطانی رهاسازی کند.

در این پروژه از زیست‌مولکول‌ها برای ساخت نانوحامل استفاده شده تا مشکل زیست‌انطباق‌پذیری رفع شود. استراپ‌آویدین، بیوتین و DNA سه ماده اولیه اصلی برای خودآرایی نانویی این حامل است. ترکیب این ساختار منجر به ساخت نانوژل هیبریدی می‌شود.

DNA دارو را حمل می‌کند در حالی که بیوتین به‌عنوان عامل متصل کننده به ساختار عمل می‌کند. برهم‌کنش میان پروتئین و بیوتین برای ایجاد خودآرایی طبیعی و تشکیل نانوژل استفاده می‌شود.

به‌عنوان داروی شیمی‌درمانی از دوکسوروبیسین استفاده شد. نانوساختار DNA با ترکیب مقداری DNA و بافر تشکیل می‌شود. سپس این ماده را در معرض گرما قرار می‌دهند تا دارو در حضور بیوتین و استرپ‌آویدین به این ساختار متصل شود. این ترکیب به محققان اجازه می‌دهد تا نانوژل ایجاد شود.

چالش دیگر این پروژه، هدف‌گیری صحیح سایت سرطانی است. برای این منظور، محققان از آپتامر DNA استفاده کردند که به‌صورت ویژه به سلول‌های سرطانی متصل می‌شود. آن‌ها با انتخاب آپتامر DNA صحیح موفق شدند سلول‌های سرطانی را هدف قرار دهند.

نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای در نشریه ACS Applied Biomaterials به چاپ رسیده است.