DNA計算機使智能藥物更近一步
埃因霍溫科技大學(TU / e)的研究人員提出了一種使用DNA計算機控制藥物輸送到血液中的新方法。在Nature Communications雜志上,由生物醫(yī)學工程師Maarten Merkx領導的團隊描述了它是如何開發(fā)出第一臺能夠檢測血液中幾種抗體并根據此輸入進行后續(xù)計算的DNA計算機。這是開發(fā)智能藥物的重要一步,可以更好地為風濕病和克羅恩病等疾病提供藥物,副作用更少,成本更低。
TU / e研究人員提出的方法的類比是一個安全系統(tǒng),在識別站在其前面的人之后打開一扇門。如果攝像機識別出該人,則門會解鎖,但如果該人未知,則門保持鎖定狀態(tài)。“對診斷測試的研究往往側重于識別,但該系統(tǒng)的特殊之處在于它可以思考并且可以與藥物輸送等驅動相關聯(lián),”生物醫(yī)學化學教授Maarten Merkx說。
DNA計算機
為了能夠執(zhí)行這樣的動作,需要智能,這是由DNA計算機在該系統(tǒng)中執(zhí)行的角色。DNA最為人所知是遺傳信息的載體,但DNA分子也非常適合進行分子計算。DNA分子中的序列決定了它可以與之反應的其他DNA分子,并且可以編程用于所需的反應電路。
抗體
迄今為止,DNA計算機的生物醫(yī)學應用受到限制,因為DNA計算機的輸入通常由其他DNA和RNA分子組成。為了確定某人是否患有某種疾病,必須測量特定抗體的濃度。Merkx和他的同事是第一個成功將抗體與DNA計算機聯(lián)系起來的人。
藥物輸送
他們的方法將每種抗體的存在轉化為獨特的DNA片段。DNA計算機可以通過檢測一種或多種抗體的存在來決定是否需要藥物遞送。“特定DNA分子的存在引發(fā)了一系列反應,我們可以讓DNA計算機運行各種程序,”博士解釋說。學生和主要作者Wouter Engelen。“我們的結果表明,我們可以使用DNA 計算機來控制酶的活性,但我們認為也應該可以控制治療性抗體的活性。”
藥物治療
在治療風濕病或克羅恩病等慢性疾病中,這些治療性抗體用作藥物。該系統(tǒng)的潛在應用之一是測量血液中治療性抗體的量,并決定是否需要施用任何額外的藥物。Merkx說:“通過直接將抗體的測量與疾病的治療聯(lián)系起來,我們可能能夠預防副作用,并在未來降低成本。”
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