科学家开发可高精度靶向癌细胞的智能DNA药物

日内瓦大学的研究人员开发出一种由合成DNA链构建的智能DNA药物，能够以极高的准确性识别癌细胞，并仅在需要的部位释放强效药物。相关发现发表于Nature Biotechnology，文中将该系统描述为一种可编程方法，能够在靶向癌症的同时避免伤及健康细胞。

靶向疗法已经通过将药物直接导向肿瘤而重塑了癌症治疗，有助于减少对健康细胞的损伤，并减轻与化疗相关的严重副作用。其中最成功的策略之一是抗体偶联药物，它利用单克隆抗体将治疗直接递送至癌细胞，但其相对较大的体积可能限制其穿透肿瘤的能力，而且可携带的药物量也有限。

为克服这些局限，研究团队设计了一种基于短DNA链的系统。由于这些分子比抗体小得多，因此能够更容易地在肿瘤组织中移动，而且还可以被工程化设计为携带多个组分。

这种新方法依赖于多条彼此分离的DNA链，每条链都承担特定功能。其中一些链包含可识别癌症标志物的结合结构，另一条则携带细胞毒性药物。当细胞上同时存在两种不同的癌症标志物时，DNA组分会与其结合并在该精确位置组装，从而触发级联反应，在局部构建更多DNA结构，并提高递送药物的数量。

这一过程的工作方式很像双因素身份验证。只有在检测到这两种标志物后，系统才会被激活。如果缺少其中一种，反应就不会开始，药物也将保持失活状态。

在实验室实验中，该系统成功识别出具有特定表面蛋白组合的癌细胞，并将强效药物直接递送至这些细胞。附近的健康细胞未受到影响。研究人员还表明，利用这种方法可以同时递送多种药物，这对于预防或克服耐药性可能十分重要，而耐药性是癌症治疗中的常见问题。

该系统基于与计算机相同的基本逻辑原理运行。在这里，一个“与”逻辑门确保药物仅在两种癌症标志物同时存在时才被激活。研究人员表示，未来的工作可通过加入更复杂的逻辑功能来扩展这一概念，目标是开发出像可编程系统一样工作的药物，从而在体内作出更高级的决策。