DNA计算机使智能药物更加接近

医学2020-10-20 21:06:54
导读 埃因霍温科技大学(TU e)的研究人员提出了一种新方法,该方法应能够使用DNA计算机控制药物向血液的输送。在《自然通讯》杂志上,由生物

埃因霍温科技大学(TU / e)的研究人员提出了一种新方法,该方法应能够使用DNA计算机控制药物向血液的输送。在《自然通讯》杂志上,由生物医学工程师Maarten Merkx领导的团队描述了其如何开发出第一台能够检测血液中几种抗体并基于此输入进行后续计算的DNA计算机。这是开发智能“智能”药物的重要一步,这种药物可以更好地控制风湿病和克罗恩氏病的药物,例如,副作用少,成本低。

TU / e研究人员介绍的方法类似于一个安全系统,该系统根据站在门前的人打开门。如果相机识别出该人,则门将解锁,但如果该人不明,则门将保持锁定状态。生物医学化学教授马丁·默克(Maarten Merkx)表示:“对诊断测试的研究往往集中在'识别'上,但是该系统的独特之处在于它可以思考并且可以与诸如药物输送之类的操作相关联。

DNA计算机

为了能够执行这样的动作,需要“智能”,即由DNA计算机在此系统中执行的角色。DNA是众所周知的遗传信息载体,但DNA分子也非常适合进行分子计算。DNA分子中的序列决定了它可以与其他DNA分子发生反应,这使得研究人员可以对所需的反应电路进行编程。

抗体

迄今为止,由于DNA计算机的输入通常由其他DNA和RNA分子组成,因此DNA计算机的生物医学应用受到了限制。为了确定某人是否患有某种特定疾病,必须测量特定抗体的浓度,这些抗体是我们生病时免疫系统产生的试剂。Merkx和他的同事是第一个成功将抗体的存在与DNA计算机联系起来的人。

药物输送

他们的方法将每种抗体的存在转化为独特的DNA,DNA计算机可以根据一种或多种抗体的存在来决定是否需要进行药物输送。博士生和第一作者伍特·恩格伦(Wouter Engelen)解释说:“特定DNA分子的存在引发了一系列反应,因此我们可以使DNA计算机运行各种程序。”“我们的结果表明,我们可以使用DNA计算机来控制酶的活性,但是我们认为也应该可以控制治疗性抗体的活性。”

用药

在治疗诸如风湿病或克罗恩氏病的慢性疾病中,这种治疗性抗体被用作药物。该系统的潜在应用之一是测量血液中治疗性抗体的量,并确定是否有必要服用任何额外的药物。Merkx:“通过直接将抗体的测量与疾病的治疗联系起来,我们将来可以预防副作用并降低成本。”

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