Τα νανορομπότ DNA, μικροσκοπικά μηχανήματα που προγραμματίζονται για να στοχεύουν και να καταστρέφουν καρκινικά κύτταρα, αποτελούν μια επαναστατική προσέγγιση στη θεραπεία του καρκίνου.
Αυτά τα ρομπότ κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας μια μέθοδο που ονομάζεται “DNA origami”, επιτρέποντας στους επιστήμονες να δημιουργούν πολύπλοκα σχήματα και δομές από μόρια DNA.
Όπως αναφέρει το αμερικανικό Εθνικό Κέντρο Πληροφοριών Βιοτεχνολογίας:
«Ο καρκίνος είναι μια από τις πιο θανατηφόρες ασθένειες του εικοστού πρώτου αιώνα. Πολλά φάρμακα, συμπεριλαμβανομένων των αντικαρκινικών αντιβιοτικών, παρέχουν κουραστική και σοβαρή χημειοθεραπεία και θεραπεία ακτινοβολίας, τα οποία και τα δύο έχουν σημαντικές παρενέργειες. Τα νανορομπότ DNA, ως εναλλακτική λύση, θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως μέθοδος θεραπείας του καρκίνου που είναι και ασφαλέστερη και ακριβέστερη από τις τρέχουσες θεραπείες».
Ο κύριος στόχος αυτών των νανορομπότ είναι να βρουν και να καταστρέψουν κακοήθη κύτταρα στο ανθρώπινο σώμα. Διάφορες μελέτες αποκάλυψαν την αποτελεσματικότητα των νανορομπότ DNA στη θεραπεία του καρκίνου.
Τα νανορομπότ origami DNA χρησιμοποιούν μακριές αλυσίδες DNA που διπλώνονται σε συγκεκριμένα σχήματα, δημιουργώντας μικροσκοπικά δοχεία. Μπορούν να αναγνωρίσουν συγκεκριμένους τύπους κυττάρων χρησιμοποιώντας μόρια που ονομάζονται απταμερή. Μόλις φτάσουν στα κύτταρα-στόχους τους, μπορούν να παραδώσουν ωφέλιμα φορτία όπως μόρια φαρμάκων. Ουσιαστικά, η προσέγγιση συνδυάζει μια σειρά από στρατηγικές του ανοσοποιητικού μας συστήματος, με τα ρομπότ να παίζουν το ρόλο των λευκών αιμοσφαιρίων που κυνηγούν προβληματικά κύτταρα και τα καταστρέφουν.
Το BBC ανέφερε το 2012 για εργαστηριακές δοκιμές που είχαν διεξαχθεί από ερευνητές στο Ινστιτούτο Wyss στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ. Το νανορομπότ DNA του Χάρβαρντ είναι ένα ρομπότ που μοιάζει με αχιβάδα που μπορεί να απελευθερώσει το ωφέλιμο φορτίο φαρμάκων του μόνο όταν φτάσει και αναγνωρίσει τον στόχο του, τα καρκινικά κύτταρα.
Το 2023, οι Tech Times αναφέρθηκαν σε ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης των ΗΠΑ και το Ningbo της Κίνας, οι οποίοι είχαν δημιουργήσει αυτοαναπαραγόμενα νανορομπότ κατασκευασμένα από DNA. Αυτά τα ρομπότ, τα οποία ελέγχονται από εξωτερικούς παράγοντες όπως η θερμοκρασία και το υπεριώδες φως, αρπάζουν σχολαστικά, τοποθετούν και συγκολλούν μέρη DNA για να κατασκευάσουν περίπλοκες δομές, επιδεικνύοντας μια νέα προσέγγιση στη νανοβιομηχανία.
Οι ιατρικές εφαρμογές αυτών των νανορομπότ είναι ίσως η πιο συναρπαστική προοπτική. Η ικανότητα πλοήγησης στην κυκλοφορία του αίματος και στόχευσης καρκινικών κυττάρων χωρίς επεμβατικές επεμβάσεις έχει την δυνατότητα να φέρει επανάσταση στη θεραπεία του καρκίνου.
Δεν χρησιμοποιούν όλα τα νανορομπότ που ερευνώνται μακριές αλυσίδες DNA.
Το 2017, το Παγκόσμιο Οικονομικό Φόρουμ δημοσίευσε ένα άρθρο σχετικά με ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Durham στο Ηνωμένο Βασίλειο που αναπτύσσουν μοριακές νανομηχανές με μικρά πρόσθετα πεπτιδίου. Αυτά τα μικροσκοπικά ρομπότ – 50.000 από αυτά θα ταίριαζαν στη διάμετρο μιας ανθρώπινης τρίχας – διαφημίστηκαν ότι έχουν τη δυνατότητα να δώσουν μια ισχυρή γροθιά στη μάχη κατά του καρκίνου. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν νανορομπότ για να τρυπήσουν καρκινικά κύτταρα!
Ερευνητές στα κρατικά πανεπιστήμια Rice, Durham και North Carolina απέδειξαν σε εργαστηριακές δοκιμές πώς οι μοριακές νανομηχανές που οδηγούνται από το φως έχουν χρησιμοποιηθεί για να ανοίξουν τρύπες στις μεμβράνες μεμονωμένων κυττάρων.
Ωστόσο, τον Ιούλιο του 2023, μια εργασία που δημοσιεύτηκε στο Journal of Hematology & Oncology εξέτασε και ανέλυσε τις πρόσφατες εξελίξεις των νανορομπότ στις θεραπείες του καρκίνου. Ενώ πολλά πειράματα διεξάγονται in vivo ή σε ζωντανούς οργανισμούς, προειδοποιεί για τους περιορισμούς τους σε κλινικά περιβάλλοντα. Η μελέτη εξέτασε τα νανορομπότ που χρησιμοποιούν διάφορες πηγές ενέργειας, όπως τα ημιφυσικά νανορομπότ που χρησιμοποιούν μαγνητική πρόωση, τα νανορομπότ που οδηγούνται από υπερήχους και τα νανορομπότ που οδηγούνται βιολογικά. Κάτω από την ενότητα με τίτλο «Διάγνωση καρκίνου υποβοηθούμενη από νανορομπότ και στοχευμένες θεραπείες», η εργασία εξετάζει διάφορα σχέδια νανορομπότ DNA, συμπεριλαμβανομένου του DNA origami.
Τα νανορομπότ, ως μία από τις πιο υποσχόμενες εφαρμογές των νανοφαρμάκων, βρίσκονται στην πρώτη γραμμή της διεπιστημονικής έρευνας. Ωστόσο, σκεπτικιστές αναρωτιούνται: «Εάν η έγχυση νανορομπότ στο σώμα γίνει επιλογή, θα προσφερθείτε εθελοντικά να κάνετε τα πρώτα βήματα για να γίνετε cyborg;».