Domů     Medicína
Miniaturní robotická ruka umí uchopit virus
By Xing Wang

K detekci a potenciální inhibici virových infekcí dosud vědcům chyběl účinný nástroj. To však nyní zřejmě změní tak zvaný DNA NanoGripper, nanorobotická ruka, která je schopna účinné zachycovat objekty v nanometrovém měřítku.

Úspěšně testována byla na viru SARS-CoV-2, který vyvolává covid-19. Umí ho rozpoznat a do budoucna ho snad bude schopná i zastavit dříve, než se nemoc rozvine..

DNA již dříve prokázala, že je ideálním materiálem pro konstrukci všestranných nanorobotů pro biomedicínské aplikace. Vzniklo několik struktur, které ale postrádaly obratnost k uchopení jednotlivých virových částic.

To nyní změnil DNA NanoGripper, nanorobotická ruka, za kterou stojí výzkumníci z University of Illinois Urbana – Champaign. Při její konstrukci se inspirovali úchopovou schopností lidské ruky, případně ptačích pařátů.

DNA NanoGripper disponuje čtyřmi ohebnými prsty s klouby a dlaní. Vše je přitom složené z jediného kusu DNA, struktura tak napodobuje origami, japonské umění skládání rozličných motivů z papíru. Každý prst má tři klouby, stejně jako lidský prst, a má i podobnou pohyblivost.

Za vývojem robotické ruky stojí tým vedený Xingem Wangem, profesorem bioinženýrství a chemie na University of Illinois. „Chtěli jsme vyrobit robota z měkkého materiálu, v nanorozměrech a s uchopovacími funkcemi, jež nebyly nikdy předtím viděny, který by byl schopen interagovat s buňkami, viry a dalšími molekulami pro biomedicínské aplikace,“ říká k tomu Wang.

Umí detekovat koronavirus

Vědci využili DNA pro její strukturální vlastnosti, je silná, flexibilní a programovatelná. Avšak její skládání jako origami je z hlediska designu nové. „Skládáme jeden dlouhý řetězec DNA tam a zpět, abychom vytvořili všechny prvky, statické i pohyblivé, v jednom kroku,“ vysvětluje Wang.

Prsty obsahují oblasti zvané DNA aptamery, které jsou speciálně naprogramované tak, aby se vázaly na molekulární cíle. Konkrétně v případě viru SARS-CoV-2 kolem spike proteinu viru. Prsty se ohnou, aby virus obalily.

By Xing Wang

Aby byl DNA NanoGripper schopen detekovat konkrétně vir stojící za covidem-19, spojil se tým profesora Wanga se skupinou vedenou profesorem elektrotechniky a počítačového inženýrství z Illinois Brianem Cunninghamem, který se specializuje na biologické snímání.

Cunningham objasňuje princip fungování: „Když je virus držen NanoGripperem, spustí se fluorescenční molekula, která uvolní světlo při osvětlení LED diodou nebo laserem. Velké množství fluorescenčních molekul umožní detekčnímu systému počítat každý virus jednotlivě.“.

Prevence nemocí

Nanorobotická ruka je tak schopna identifikovat nákazu covidem-19 stejně spolehlivě jako PCR test. Profesor Wang nicméně věří, že kromě diagnostiky virové infekce byl mohl být NanoGripper aplikován i v preventivní medicíně, mohl by blokovat vstup virů do těla a zabránit jim v infikování buněk.

„Aplikace poté, co již byl člověk infikován, by byla obtížná, využít bychom ho však mohli v preventivní terapii,“ domnívá se Wang. „Mohli bychom vyrobit antivirový nosní sprej.“.

Nos je oblíbeným místem vstupu do těla pro respirační viry, jako je COVID nebo chřipka. „Nosní sprej s NanoGripperem by mohl zabránit vdechovaným virům v interakci s buňkami v nose,“ myslí si Wang. Navíc by snadno mohl být navržen tak, aby cílil i na jiné viry, jako je chřipka, HIV nebo hepatitida B. Využit by mohl být i pro cílené podávání léků.

Prsty by do budoucna mohly být naprogramovány tak, aby identifikovaly specifické markery rakoviny, v dlani by se pak skrýval lék, který by byl přenášen přímo do cílových buněk.

Foto: University of Illinois Urbana – Champaign
Zdroje informací: University of Illinois Urbana – Champaign, Science Robotics, National Library of Medicine
Štítky:
Související články
Medicína 16.2.2025
Kolikrát jste slyšeli od starostlivé maminky či babičky: „Nechoď ven s mokrými vlasy, jinak nastydneš!“ nebo „Bez kabátu se venku nachladíš!“… Jenže za rýmou nestojí jen a pouze to, že člověk zmrzne jak pověstný preclík. Realita je totiž složitější. Chladné počasí samo o sobě nikoho nepromění v chodící rýmu. Zároveň však platí, že v chladu […]
Mycí houba na okraji vany a animovaná postavička Sponge Bob: Asi to si nejspíš představíte při otázce, jak se dají využít mořské houby. Jenže to byste je velice podcenili. Jsou totiž obrovskou a zatím jen z nepatrné části prozkoumanou inspirací pro vývoj nových léků. Nejde o žádnou novinku, už někdy v polovině minulého století se začalo […]
O tom, že lidé byli v jednom psychologickém pokusu ochotni udělovat druhému člověku překvapivě vysoké šoky jste již pravděpodobně slyšeli. Dnes si ale o Milgramově experimentu povíme trochu jinak – dozvíte se i to, co se běžně neříká. Předně se běžně neříká, že se nejednalo o experiment, ale o experimenty a míra poslušnosti se v nich dosti […]
Neurovědcům a neurologům z univerzit v australském Sydney se podařilo potlačit u myší instinkt utéct a schovat se před nebezpečím. Zjistili, že při tom spolupracují dvě oblasti mozku. Doufají, že by tato zjištění mohla do budoucna pomoci potlačovat úzkosti a posttraumatickou stresovou poruchu u lidí. Když nad sebou myši spatří rýsující se stín dravce, instinkt […]
Mezinárodní tým vědců provedl důkladnou analýzu DNA téměř 3 milionů lidí, aby zmapoval, které genové varianty zvyšují pravděpodobnost propuknutí bipolární poruchy. Nová studie výrazně zvýšila jejich předpokládaný počet! Bipolární porucha je psychiatrický stav, pro který jsou charakteristické extrémní změny nálady a energie, kdy jsou euforické až manické stavy střídány stavy beznaděje, označovanými jako depresivní epizody. […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
reklama
Copyright © RF-Hobby.cz
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz