Onderzoekers hebben tumoren laten afsterven door met autonome nanorobots de bloedtoevoer ernaar af te snijden. De nieuwe technologie is succesvol in het behandelen van borst-, huid-, eierstok- en longkanker in muizen en minivarkens.
Dit blijkt uit onderzoek van Hao Yan van de Arizona State University in samenwerking met de Chinese Academy of Sciences, dat is gepubliceerd in Nature Biotechnology.
De nanorobots zwemmen zelfstandig door de bloedvaten naar de tumor toe, waar ze het bloed laten samenklonteren en het bloedvat blokkeren.
‘De mooiste dingen ontdek je door er niet specifiek naar te zoeken’
Medisch bioloog Yvette van Kooyk wil het immuunsysteem leren kankercellen aan te vallen door hun suikerjas-vermomming weg te knippen.
‘We hebben het eerste volledig autonome DNA-robotsysteem ontwikkeld waarmee zeer nauwkeurige en doelgerichte kankertherapie mogelijk is,‘ zegt Yan. ‘Bovendien kan onze robot voor verschillende vormen van kanker worden ingezet, omdat de bloedvaten die verschillende typen kanker voeden in wezen hetzelfde zijn.’
De nanorobot van 90 bij 60 nanometer bestaat uit een plat, rechthoekig blad DNA-origami. Dat is een DNA-nanostructuur die van grootte en vorm kan veranderen. Op het oppervlak van het blad is trombine geplaatst: een enzym dat belangrijk is voor bloedstolling.
Verstopte tumor
Het blad kan als een vel papier worden omgevouwen tot een holle buis die vervolgens in de bloedbaan wordt geïnjecteerd. Om ervoor te zorgen dat de nanorobot alleen bloedvaten aanvalt die tumoren voeden, is een speciaal molecuul – een DNA-aptameer – aan de nanorobot toegevoegd. Dit molecuul reageert alleen met een eiwit genaamd nucleoline dat rondom tumorcellen te vinden is. Wanneer het DNA-aptameer met het nucleoline reageert, opent de holle buis en doet de trombine zijn werk. Het bloed stolt, het bloedvat verstopt en de tumor sterft langzaam af.
Bij muizen met huidkanker verdwenen bij drie van de acht muizen die de nanorobot-therapie ontvingen de tumoren volledig. De gemiddelde overlevingstijd werd daardoor meer dan verdubbeld: van 20,5 dag tot 45 dagen. Ook bij andere typen kanker in de muizen waren de nanorobots succesvol.
Veilig in gebruik
Coauteur Yliang Zhao van de Chinese Academy of Sciences stelt dat de nanorobots naast effectief ook veilig in gebruik zijn. ‘Er vond geen bloedklontering plaats in normale bloedvaten en er was geen negatieve reactie van het immuunsysteem’, zegt Zhao.
Yan denkt dat de technologie een golf van innovatieve nanogeneeskunde kan teweegbrengen. ‘Onze nanorobot vormt een belangrijke stap voorwaarts in de toepassing van DNA-nanotechnologie in kankertherapie’, zegt Yan. ‘Bij de muizen met huidkanker had de nanorobot bijvoorbeeld niet alleen invloed op de primaire tumor, maar ook op de vorming van uitzaaiingen, wat veelbelovend is.’
Hoewel de nanorobots veilig zijn gebleken bij bepaalde zoogdieren, is het nog niet met zekerheid te stellen of de behandeling ook toepasbaar is bij mensen.
Zie hieronder hoe de nanorobot dapper de strijd aan gaat.
Mis niet langer het laatste wetenschapsnieuws en meld je nu gratis aan voor de nieuwsbrief van New Scientist.
Lees verder: