Vücut İçinde İlaçları Taşımak İçin: Nanorobotlar

Görseldeki şekil, 8 özel DNA molekülünün oluşturduğu nano-yapıyı gösteriyor. Bu yapı ortamın sıcaklığına göre değişebilen 4 bileşene sahip. Bu değişimler ise ya kapan (1A) ya da açıl (1B) komutunu nano-yapıya iletiyor. Araştırmacılar ortamdaki sıcaklık değişimini kontrol ederek bu yapı içinde HRP (Horseradish Peroxidase / "Yaban Turpu Peroksidaz") enzimini hapsetmeyi başardılar. (Kredi: Sissel Juul)

Nanorobotlar, istenilen görevi yerine getirebilme özelliğine sahip olan moleküllerdir. İtalya ve ABD’den iş arkadaşları ile işbirliği içinde olan Aarhus Üniversitesi’nden araştırmacılar, DNA molekülünden oluşan, aktif biyomolekülleri içinde taşıyabilen bir nanorobot oluşturmada büyük bir adım attılar.

Zaman içinde bu nanorobotların (DNA nano-kafesi olarak da bilinir) vücut içinde ilaç taşınımı ve hasta hücreler üzerinde hedeflenen bir etkiyi göstermesi için kullanımı şüphesiz gerçekleşecektir.

Vücudun kendi doğal moleküllerini kullanan tasarım

DNA’nın kendi yapısal özelliklerini kullanarak araştırmacılar, vücudun doğal moleküllerinden oluşan 8 özel DNA molekülü tasarladılar. Bu DNA molekülleri karıştırıldığında kendiliğinden bir bütün (nano-kafes) oluşturuyorlar.

Nano-kafes, ortamdaki sıcaklık değişimine göre değişebilen 4 fonksiyonel bileşene sahip. Bu değişimler, nanokafesi ya kapatıyor (Şekil A) ya da açıyor (Şekil B). Ortamın sıcaklık değişimini kontrol ederek araştırmacılar, HRP adlı enzimi nanokafes içinde (Şekil C) hapsettiler. Araştırmalarında HRP enzimini temel almaları ise bu enzimin aktivitesinin kolay takip edilebilmesinden kaynaklanıyor.

Bu yapının çalışabilmesinin sebebi, dış kısmında bulunan açıklıkların, iç kesimde bulunan merkezi küresel oyuktan daha ufak olması. Bu yapı, dış kısımda bulunan açıklıklardan büyük, iç kesimdeki boşluktan ufak moleküllerin hapsedilmesini ve ihtiyaç duyulan bölüme taşınmasını sağlıyor.

Araştırmacılar, bu sonuçları ACS Nano dergisinde yeni yayınladılar ve burada bu nano-kafesi açabilmek için ortam sıcaklığını nasıl kontrol ettiklerini ve HRP enzimini bu yapı kapanmadan önce nasıl içerde hapsettiklerini açıkladılar.

Ayrıca araştırmacılar, HRP’nin bu nano-kafes içinde aktivitesini koruduğunu ve kafesin açıklıklarından geçebilecek kadar küçük moleküllerin içeride son ürün haline geldiklerini gösterdiler. 

HRP enziminin nano-kafes içinde hapsedilmesi tersine çevrilebilir, bu yol ise HRP enziminin sıcaklık değişimi ile dışarı salınabilmesine dayanıyor. Araştırmacılar, bu DNA nano-kafeslerinin –enzimleri ile birlikte – hücre kültürü içinde bulunan hücrelerce hücre içine alınabileceğini de gösterdiler.

Geleceğe bakacak olursak, bu nano-kafesin arkasındaki konseptin ilaçların taşınımı için kullanılacağını öngörebiliriz. İlaçların bu yol ile vücuttaki hasta hücrelere taşınması, vücut açısından daha hızlı ve daha kazançlı olacaktır.