Уявіть собі, якби вчені могли хапати частинки вірусу так само, як ми хапаємо тенісний м’яч чи клементин, і не дати їм заразити клітини. Ну, вчені з Іллінойсу створили крихітну руку з чотирма пальцями, щоб робити саме це.
Команда вчених під керівництвом Сінга Ванга з Університету Іллінойсу Урбана-Шампейн створила крихітну руку під назвою NanoGripper з одного фрагмента складеної ДНК, яка може захоплювати частинки COVID-19. Їхні висновки детально описані в дослідженні від 27 листопада, опублікованому в журналі Робототехнікапродемонструвати, що рука може виконати швидкий тест для виявлення вірусу, а також запобігти зараженню частинками здорових клітин. Хоча дослідження було зосереджено саме на вірусі COVID-19, результати мають важливе значення для багатьох захворювань.
«Ми хотіли створити нанорозмірного робота з м’якого матеріалу з небаченими раніше функціями захоплення для взаємодії з клітинами, вірусами та іншими молекулами для біомедичних застосувань», — сказав Ван у заяві університету. «Ми використовуємо ДНК через її структурні властивості. Він потужний, гнучкий і програмований. Однак навіть у сфері ДНК-орігамі це нове з точки зору принципу дизайну. Ми складаємо довгий ланцюг ДНК вперед і назад, щоб зробити всі елементи, як статичні, так і рухомі частини, за один крок».
NanoGripper має чотири суглобові пальці та долоню. Пальці запрограмовані на прикріплення до певних цілей — у випадку covid-19, сумнозвісного спайкового білка вірусу — і стискають їх. Згідно з дослідженням, коли дослідники піддали клітини з NanoGrippers впливу Covid-19, механізми захоплення запобігли інфікуванню клітин білками вірусу.
«Було б дуже важко застосувати його після того, як людина інфікована, але є спосіб використовувати його як профілактичний терапевтичний засіб», — пояснив Ван. «Ми могли б зробити противірусний спрей для носа. Ніс є гарячою точкою для респіраторних вірусів, таких як Covid або грип. Назальний спрей із NanoGripper може запобігти взаємодії вдихуваних вірусів із клітинами в носі».
Рука також оснащена унікальним датчиком, який виявляє Covid-19 за 30 хвилин із точністю добре відомих молекулярних тестів qPCR, які використовуються в лікарнях.
«Коли вірус тримається в руці NanoGripper, флуоресцентна молекула активується, щоб випромінювати світло під час освітлення світлодіодом або лазером», — сказав Браян Каннінгем, один із колег Ванга в дослідженні, також з Університету Іллінойсу в Урбані. шампанське . «Коли на вірусі концентрується велика кількість флуоресцентних молекул, він стає достатньо яскравим, щоб наша система виявлення могла підрахувати кожен вірус окремо».
Подібно до справжнього швейцарського армійського ножа, вчені могли модифікувати NanoGripper, щоб потенційно виявляти та захоплювати інші віруси, включаючи ВІЛ, грип або гепатит В, як описано в дослідженні. «З боку зап’ястя» NanoGripper можна також прикріпити до іншого біомедичного інструменту для додаткових функцій, таких як цільова доставка ліків.
Однак Ван думає навіть більше, ніж віруси: рак. Пальці можна запрограмувати так, щоб націлюватися на ракові клітини так само, як вони зараз націлюються на спайкові білки COVID-19, а потім надавати цільову терапію проти раку.
«Звичайно, для цього знадобиться багато випробувань, але потенційні застосування для лікування раку та чутливість, досягнута для діагностичних застосувань, демонструють силу м’яких нанороботів», – підсумував Ван.
Ми сподіваємося, що NanoGrippers дасть вченим можливість схопити наступну пандемію з нанокуль.
Уявіть собі, якби вчені могли хапати частинки вірусу так само, як ми хапаємо тенісний м’яч чи клементин, і не дати їм заразити клітини. Ну, вчені з Іллінойсу створили крихітну руку з чотирма пальцями, щоб робити саме це.
Команда вчених під керівництвом Сінга Ванга з Університету Іллінойсу Урбана-Шампейн створила крихітну руку під назвою NanoGripper з одного фрагмента складеної ДНК, яка може захоплювати частинки COVID-19. Їхні висновки детально описані в дослідженні від 27 листопада, опублікованому в журналі Робототехнікапродемонструвати, що рука може виконати швидкий тест для виявлення вірусу, а також запобігти зараженню частинками здорових клітин. Хоча дослідження було зосереджено саме на вірусі COVID-19, результати мають важливе значення для багатьох захворювань.
«Ми хотіли створити нанорозмірного робота з м’якого матеріалу з небаченими раніше функціями захоплення для взаємодії з клітинами, вірусами та іншими молекулами для біомедичних застосувань», — сказав Ван у заяві університету. «Ми використовуємо ДНК через її структурні властивості. Він потужний, гнучкий і програмований. Однак навіть у сфері ДНК-орігамі це нове з точки зору принципу дизайну. Ми складаємо довгий ланцюг ДНК вперед і назад, щоб зробити всі елементи, як статичні, так і рухомі частини, за один крок».
NanoGripper має чотири суглобові пальці та долоню. Пальці запрограмовані на прикріплення до певних цілей — у випадку covid-19, сумнозвісного спайкового білка вірусу — і стискають їх. Згідно з дослідженням, коли дослідники піддали клітини з NanoGrippers впливу Covid-19, механізми захоплення запобігли інфікуванню клітин білками вірусу.
«Було б дуже важко застосувати його після того, як людина інфікована, але є спосіб використовувати його як профілактичний терапевтичний засіб», — пояснив Ван. «Ми могли б зробити противірусний спрей для носа. Ніс є гарячою точкою для респіраторних вірусів, таких як Covid або грип. Назальний спрей із NanoGripper може запобігти взаємодії вдихуваних вірусів із клітинами в носі».
Рука також оснащена унікальним датчиком, який виявляє Covid-19 за 30 хвилин із точністю добре відомих молекулярних тестів qPCR, які використовуються в лікарнях.
«Коли вірус тримається в руці NanoGripper, флуоресцентна молекула активується, щоб випромінювати світло під час освітлення світлодіодом або лазером», — сказав Браян Каннінгем, один із колег Ванга в дослідженні, також з Університету Іллінойсу в Урбані. шампанське . «Коли на вірусі концентрується велика кількість флуоресцентних молекул, він стає достатньо яскравим, щоб наша система виявлення могла підрахувати кожен вірус окремо».
Подібно до справжнього швейцарського армійського ножа, вчені могли модифікувати NanoGripper, щоб потенційно виявляти та захоплювати інші віруси, включаючи ВІЛ, грип або гепатит В, як описано в дослідженні. «З боку зап’ястя» NanoGripper можна також прикріпити до іншого біомедичного інструменту для додаткових функцій, таких як цільова доставка ліків.
Однак Ван думає навіть більше, ніж віруси: рак. Пальці можна запрограмувати так, щоб націлюватися на ракові клітини так само, як вони зараз націлюються на спайкові білки COVID-19, а потім надавати цільову терапію проти раку.
«Звичайно, для цього знадобиться багато випробувань, але потенційні застосування для лікування раку та чутливість, досягнута для діагностичних застосувань, демонструють силу м’яких нанороботів», – підсумував Ван.
Ми сподіваємося, що NanoGrippers дасть вченим можливість схопити наступну пандемію з нанокуль.
