Trojanski konj nanobiomedicine

Moj post o strukturama zvanim DNK origami je manje čitan od ostalih, valjda zato što počinje sa jednom matematičkom teorijom, pa to malo obeshrabri ljude. međutim, nedugo nakon što su se naučnici počeli baviti problematikom presavijanja molekule DNK stvarajući različite nanostrukture, ova "igrarija" je našla praktičnu primjenu, baš kao što sam predvidjela u tekstu. Dakle još jednom su nerazumljiva i "finansijski neisplativa" bazična istraživanja porodila nešto što bi moglo biti korisno za budućnost ljudskog roda, ako se do te budućnosti svi ne pokoljemo.

Istraživači sa Ohio State University su stvorili DNK nano-origamije u koje mogu upakovati daunorubicin, lijek koji se koristi u hemoterapiji i to ponajviše u hemoterapiji akutne mijeloidne leukemije i akutne limfocitne leukemije. Zapravo, nano-origami predstavlja svojevrsnog "trojanskog konja" za stanice raka jer svojoj vanjskom strukturom, koja je, podsjetimo se, presavijena molekula DNK, "prevari" stanice raka. Jednom kada "trojanac" uđe u stanicu raka, on otpušta lijek daunorubicin koji stanicu ubija tako što inhibira proces biosinteze proteine mehanizmom inhibicije enzima topoizomeraza II, koji "opušta" supernavoje DNK, što je bitno za proces transkripcije. Sam daunorubicin se nalazi na popisu esencijalnih lijekova Svjetske zdravstvene organizacije (WHO), a dobiven je iz bakterije Streptomyces peucetius.

DNK-origami strukture, prazne (lijevo), napunjene daunorubicinom (desno). Randy Patton, The Ohio State University

Rad koji opisuje rezultate istraživanja sa Ohio State University objavljen je 2016. u časopisu Small, pod nazivom "Daunorubicin-Loaded DNA Origami Nanostructures Circumvent Drug-Resistance Mechanisms in a Leukemia Model".

Stanice akutne mijeloidne leukemije (AML) su razvile otpornost orema daunorubicinu i kada prepoznaju njegovu strukturu, molekule daunorubicina izbace van. Međutim, AML ne prepoznaju molekule daunorubicina "prerušene" u molekule DNK. Kapsule DNK imaju oko 15nm  u širini i oko 100nm u dužini, što ih čini oko 100x manjim od leukocita.  Naučnici su korisiti DNK jednog bakteriofaga, virusa koji napada bakterije, i njegovu su DNK "presavili" kako bi formirali kapsulu u koju će "sakriti" lijek daunorubicin. Ovdje treba primijetiti da sama DNK ne vrši ništa, nema interakcije DNK bakteriofaga sa DNK stanice tumora, ali strukura koju formira DNK bakteriofaga vrši ulogu - maskira daunorubicin.

Idući korak u razvoju ove tehnologije jeste razvijanje ekonomski održive DNK kapsule - potrebno je imati proces brzog, sigurnog i koliko-toliko jeftinog dobijanja DNK-inkapsuliranog daunorubicina.