分子机器人可以帮助研究人员构建更多有针对性的治疗方法

许多药物如癌症或自身免疫性疾病的药物具有令人讨厌的副作用，因为虽然它们杀死了疾病的细胞，但它们也会影响健康的细胞。现在，一项新的研究证明了一种通过使用分子“机器人”在更具体的细胞群体中磨练更具靶向药物的技术。

“这是使用人体细胞的概念研究证明，”威尔盖·鲁（Ph.D.）的谢尔盖·鲁德·努尔流式细胞仪在纽约市的特殊外科（HSS）医院和该研究的高级作者。“下一步是在白血病鼠标模型中进行测试。”研究人员从HSS和哥伦比亚大学的研究人员之间进行了协作，是在网站上提前在线出版物自然纳米技术。

所有细胞在其细胞表面上有许多受体。当抗体或药物与受体结合时，触发细胞以以某种方式执行某种功能或表现。药物可以通过与受体结合靶向疾病的细胞，但在某些情况下，引起疾病的细胞没有独特的受体，因此药物也与健康细胞结合并导致“偏离靶标”副作用。

例如，Rituximab（Rituxan，Genentech）用于治疗类风湿关节炎，非霍奇金的淋巴瘤和慢性淋巴细胞白血病通过对去除导致疾病的异常细胞的CD20受体。但是，肯定免疫细胞还有CD20受体，因此药物可能会干扰一个人安装抗击感染的能力。

在新的研究中，科学家设计了可以识别细胞表面上多个受体的分子机器人，从而有效地标记细胞的更具体的细胞亚群。分子机器人称为分子自动机，由抗体和短链的DNA的混合物组成。这些短DNA链，否则称为寡核苷酸，可以通过实验室中的研究人员制造，其中具有任何用户指定的序列。

研究人员使用白细胞进行了实验。所有白细胞均有CD45受体，但只有子集具有其他受体，如CD20，CD3和CD8。在一个实验中，HSS研究人员创造了三种不同的分子机器人。每个人具有CD45，CD3或CD8和DNA组分的抗体组分。创建机器人的DNA组分以对另一个机器人的DNA组分具有高亲和力。DNA可以被认为是含有两条编码字母的双链螺旋，并且某些股线对特定链的亲和力比其它股线具有更高的亲和力。

研究人员用他们的分子机器人与健康供体混合的人类血液混合。当携带CD45抗体的分子机器人锁定在电池的CD45受体上时，将CD3抗体的CD45受体锁定在同一细胞的不同热受体受体上，DNA链与两个机器人的近距离触发级联反应，其中某些股线被撕裂，更互补的股线在一起。结果是仅在具有这两种受体的细胞上显示的独特的单链DNA。

在表达CD45，CD3和CD8的细胞上加入携带CD8抗体对接的分子机器人导致该链生长。研究人员还表明，在暴露于解决方案时，股线可以被编程为荧光。机器人基本上可以标记允许更多靶向治疗的细胞亚群。研究人员表示，使用越来越多的分子机器人将使研究人员在越来越多的细胞群体上零。在计算机编程语言中，分子机器人正在执行所谓的“如果是，则进行到x函数。”

“自动机会引发更强烈的互补核苷酸的生长。反应快速发生。在大约15分钟内，我们可以标记细胞，”纸张第一个作者和医院特殊外科医院的研究助理玛丽亚Rudchenko。在临床应用方面，研究人员可以标记他们想要瞄准或其想要避免的细胞的标签。

“这是一个概念研究证明，它在人类全血中工作，”Rudchenko博士说。“下一步是在动物中测试它。”

如果分子机器人在小鼠和最终人体临床试验中的研究中工作，研究说有广泛的可能临床应用。例如，癌症患者可以从更具靶向化学治疗剂中受益。药物自身免疫疾病可以更具体地定制以影响疾病导致的自身免疫细胞而不是免疫细胞人们需要对抗感染。

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