Лекарства будущего могут принять форму крошечных искусственных форм жизни

Однажды в будущем вместо того, чтобы глотать лекарства, чтобы вылечить болезни, возможно, можно будет проглатывать некую искусственную форму жизни, которая сможет работать внутри тела, анализируя или устраняя болезни. Так считает команда ученых из Университета Южной Дании и Кентского государственного университета в США, которая подробно рассказала, как специально разработанные гибридные молекулы ДНК и белка могут в конечном итоге стать основой этих искусственных форм жизни. Исследование опубликовано в журнале Cell Reports Physical Science.

Идея состоит в том, что крошечные биоботы могут быть закодированы для решения конкретных проблем со здоровьем, будь то доставка определенных видов лекарств или стимуляция определенных ответных клеток иммунной системы организма.

«В природе у большинства организмов есть естественные враги, но у некоторых их нет», — говорит биотехнолог Ченгуан Лу из Университета Южной Дании. «Например, у некоторых болезнетворных вирусов нет естественных врагов. Было бы логичным шагом создать искусственную форму жизни, которая могла бы стать для них врагом».

Исследователи предполагают создать таких искусственных союзников в виде искусственно созданных вирусов, бактерий и клеток.

До появления этих искусственных форм жизни еще далеко, но ранее исследователи создали так называемый конъюгат пептид-ДНК: молекулу, сочетающую в себе как ДНК (дезоксирибонуклеиновую кислоту), так и пептиды (цепочки аминокислот, используемые для образования белков).

ДНК обеспечивает точный контроль над способом кодирования молекулы, но ограничена с точки зрения реакций, которые она может облегчить, тогда как пептиды (с 20 возможными комбинациями аминокислот) обеспечивают универсальность в манипулировании своим химическим окружением.

По мнению исследовательской группы, помимо использования гибридных биомолекул для создания искусственных форм жизни, ученые также могут использовать их для создания основы вирусных вакцин, что дает индивидуальный способ борьбы с инфекцией.

«Искусственная вирусная вакцина может появиться примерно через 10 лет», — говорит Лу. «Но с теми знаниями, которые у нас есть, в принципе нет никаких препятствий для создания искусственных клеточных организмов в будущем».

Ученые продолжают совершенствоваться в редактировании проектов ДНК, на которых основаны все организмы, а также добиваются прогресса в сочетании их с пептидами – например, для создания крошечных наноструктур и транспортировки лекарств от рака.

Уже известно, как эти гибридные молекулы использовались для создания наномашин , способных открывать каналы в клеточных мембранах. Это снова можно использовать для целенаправленных реакций иммунной системы или для диагностики того, что происходит в организме.

Для этих исследований все еще очень рано – сама эта область возникла только в последнее десятилетие – но возможность производить сконструированные молекулы, которые легко адаптируются и могут очень точно контролироваться, открывает целый ряд возможностей.