DNA計(jì)算機(jī)使智能藥物更近一步

埃因霍溫科技大學(xué)(TU / e)的研究人員提出了一種使用DNA計(jì)算機(jī)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(xué)工程師Maarten Merkx領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)描述了它是如何開(kāi)發(fā)出第一臺(tái)能夠檢測(cè)血液中幾種抗體并根據(jù)此輸入進(jìn)行后續(xù)計(jì)算的DNA計(jì)算機(jī)。這是開(kāi)發(fā)智能藥物的重要一步，可以更好地為風(fēng)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(gè)安全系統(tǒng)，在識(shí)別站在其前面的人之后打開(kāi)一扇門。如果攝像機(jī)識(shí)別出該人，則門會(huì)解鎖，但如果該人未知，則門保持鎖定狀態(tài)。“對(duì)診斷測(cè)試的研究往往側(cè)重于識(shí)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(qū)動(dòng)相關(guān)聯(lián)，”生物醫(yī)學(xué)化學(xué)教授Maarten Merkx說(shuō)。

DNA計(jì)算機(jī)

為了能夠執(zhí)行這樣的動(dòng)作，需要智能，這是由DNA計(jì)算機(jī)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(jìn)行分子計(jì)算。DNA分子中的序列決定了它可以與之反應(yīng)的其他DNA分子，并且可以編程用于所需的反應(yīng)電路。

抗體

迄今為止，DNA計(jì)算機(jī)的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用受到限制，因?yàn)镈NA計(jì)算機(jī)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(cè)量特定抗體的濃度。Merkx和他的同事是第一個(gè)成功將抗體與DNA計(jì)算機(jī)聯(lián)系起來(lái)的人。

藥物輸送

他們的方法將每種抗體的存在轉(zhuǎn)化為獨(dú)特的DNA片段。DNA計(jì)算機(jī)可以通過(guò)檢測(cè)一種或多種抗體的存在來(lái)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(yīng)，我們可以讓DNA計(jì)算機(jī)運(yùn)行各種程序，”博士解釋說(shuō)。學(xué)生和主要作者Wouter Engelen。“我們的結(jié)果表明，我們可以使用DNA 計(jì)算機(jī)來(lái)控制酶的活性，但我們認(rèn)為也應(yīng)該可以控制治療性抗體的活性。”

藥物治療

在治療風(fēng)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(yīng)用之一是測(cè)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(shuō)：“通過(guò)直接將抗體的測(cè)量與疾病的治療聯(lián)系起來(lái)，我們可能能夠預(yù)防副作用，并在未來(lái)降低成本。”

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