- Επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Ιλινόι σχεδίασαν το NanoGripper, ένα μικροσκοπικό "χέρι" από DNA που μπορεί να ανιχνεύει και να συλλαμβάνει σωματίδια του ιού SARS-CoV-2, αποτρέποντας τη λοίμωξη στα υγιή κύτταρα.
- Το NanoGripper διαθέτει τέσσερα δάχτυλα που είναι προγραμματισμένα να προσκολλώνται στην πρωτεΐνη-ακίδα του ιού και περιλαμβάνει αισθητήρα που ανιχνεύει τον Covid-19 με ακρίβεια παρόμοια με αυτή των μοριακών τεστ PCR.
- Οι ερευνητές προγραμματίζουν το NanoGripper ώστε να μπορεί να ανιχνεύει άλλους ιούς, όπως HIV και ηπατίτιδα Β, και να στοχεύει καρκινικά κύτταρα, ανοίγοντας νέες προοπτικές για βιοϊατρικές εφαρμογές.
Μια ομάδα επιστημόνων, με επικεφαλής τον Σινγκ Γουάνγκ από το Πανεπιστήμιο του Ιλινόι στις ΗΠΑ, δημιούργησε ένα μικροσκοπικό «χέρι» με τέσσερα δάκτυλα από ένα μόνο κομμάτι διπλωμένου DNA, που μπορεί να αρπάξει σωματίδια του ιού SARS‑CoV‑2. Σύμφωνα με τα ευρήματα της μελέτης που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «Science Robotics», το μικροσκοπικό χέρι- το οποίο ονομάζεται NanoGripper– μπορεί να διεξάγει ένα γρήγορο τεστ για τον εντοπισμό του ιού, ενώ παράλληλα αποτρέπει τα σωματίδια να μολύνουν υγιή κύτταρα.
«Θέλαμε να φτιάξουμε ένα μαλακό ρομπότ σε νανοκλίμακα που θα μπορεί να αρπάζει και να αλληλεπιδρά με κύτταρα, ιούς και άλλα μόρια για βιοϊατρικές εφαρμογές», αναφέρει ο Γουάνγκ σε δήλωση του πανεπιστημίου. «Χρησιμοποιούμε DNA για τις δομικές του ιδιότητες. Είναι ισχυρό, ευέλικτο και προγραμματιζόμενο. Ωστόσο, ακόμη και στον τομέα του origami DNA, αυτό είναι κάτι εντελώς νέο σχεδιαστικά. Διπλώνουμε ένα μακρύ σκέλος DNA μπρος-πίσω για να φτιάξουμε όλα τα στοιχεία, τόσο στα στατικά όσο και στα κινούμενα κομμάτια, σε ένα μόνο βήμα» ανέφερε ο ερευνητής.
Το NanoGripper διαθέτει τέσσερα αρθρωτά δάχτυλα και μια παλάμη. Τα δάχτυλα είναι προγραμματισμένα να προσκολλώνται σε συγκεκριμένους στόχους —στην περίπτωση του SARS‑CoV‑2, στην πρωτεΐνη-ακίδα του ιού— και να κλείνουν τη λαβή τους γύρω τους. Όταν οι ερευνητές εξέθεσαν κύτταρα με NanoGrippers στον ιό, οι μηχανισμοί σύλληψης των χεριών εμπόδισαν τις πρωτεΐνες-ακίδες του ιού να μολύνουν τα κύτταρα.
«Θα ήταν πολύ δύσκολο να το εφαρμόσουμε αφού ένα άτομο μολυνθεί, αλλά υπάρχει τρόπος να το χρησιμοποιήσουμε προληπτικά», εξήγησε ο ερευνητής. «Θα μπορούσαμε να φτιάξουμε ένα αντιικό ρινικό σπρέι. Η μύτη είναι το σημείο από το οποίο εισέρχονται οι ιοί του αναπνευστικού, όπως ο Covid-19 και η γρίπη. Ένα ρινικό σπρέι με NanoGripper θα μπορούσε να αποτρέψει την αλληλεπίδραση των εισπνεόμενων ιών με τα κύτταρα της μύτης» πρόσθεσε.
Το χέρι είναι επίσης εξοπλισμένο με έναν αισθητήρα που ανιχνεύει τον Covid-19 σε 30 λεπτά με την ακρίβεια των μοριακών τεστ PCR. Για να δημιουργήσουν έναν αισθητήρα που θα ανιχνεύει τον εν λόγω ιό, οι ερευνητές συνεργάστηκαν με μια ομάδα με επικεφαλής τον καθηγητή ηλεκτρολογίας και μηχανικής υπολογιστών, Μπράιαν Κάνινγχαμ. Οι δυο ομάδες συνδύασαν το NanoGripper με μια πλατφόρμα αισθητήρα φωτονικών κρυστάλλων για να δημιουργήσουν το τεστ.
«Όταν το NanoGripper αρπάξει τον ιό, ενεργοποιείται ένα φθορίζον μόριο το οποίο απελευθερώνει φως όταν φωτίζεται από LED ή λέιζερ», εξήγησε ο, συν-συγγραφέας της μελέτης. «Όταν ένας μεγάλος αριθμός φθοριζόντων μορίων συγκεντρώνεται σε έναν ιό, είναι τόσο φωτεινά στο σύστημα ανίχνευσης μας που μπορεί να μετράει κάθε ιό ξεχωριστά» πρόσθεσε.
Οι επιστήμονες εκτιμούν πως θα μπορούσαν να τροποποιήσουν το NanoGripper ώστε να ανιχνεύει και να αρπάζει δυνητικά και άλλους ιούς, συμπεριλαμβανομένου του HIV, της γρίπης ή της ηπατίτιδας Β. Ο «καρπός» του NanoGripper θα μπορούσε επίσης να συνδεθεί με ένα άλλο βιοϊατρικό εργαλείο για πρόσθετες λειτουργίες, όπως η στοχευμένη χορήγηση φαρμάκων.
Επιπλέον, τα δάχτυλα θα μπορούσαν να προγραμματιστούν ώστε να στοχεύουν καρκινικά κύτταρα με τον ίδιο τρόπο που εντοπίζουν επί του παρόντος την πρωτεΐνη-ακίδα του covid-19 και στη συνέχεια να παρέχουν στοχευμένες θεραπείες για την καταπολέμηση του καρκίνου.
«Φυσικά θα απαιτούσε πολλές δοκιμές, αλλά οι πιθανές εφαρμογές για τη θεραπεία του καρκίνου και η ευαισθησία που επιτυγχάνεται για διαγνωστικές εφαρμογές επιδεικνύουν τη δύναμη των μαλακών νανορομποτικών», κατέληξε ο ερευνητής.
ΠΗΓΗ: Gizmodo
