„Mostani vizsgálatunk arra szolgált, hogy koncepciónkat humán sejteken is teszteljük – mondta el Sergei Rudchenko, a New Yorki Hospital for Special Surgery (HSS) áramlási citometriai részlegének vezetője, a vizsgálat rangidős szerzője. – Következő lépésként leukaemiás egérmodelleken teszteljük módszerünket.”
A Columbia Egyetem szakembereivel együttműködésben lefolytatott és a Nature Nanotechnology című lapban nyilvánosságra hozott vizsgálat abból indult ki, hogy minden sejt felszínén nagy számú receptor található. Amikor antitestek vagy gyógyszerek kötődnek a receptorokhoz, ez bizonyos funkcióra vagy adott viselkedésre serkenti a sejtet.
A gyógyszerek oly módon is célba vehetik a betegséget okozó sejteket, hogy egy receptorhoz kapcsolódnak, ám esetenként a betegségokozó sejteknek nincsenek specifikus receptoraik, ezért a gyógyszer az egészséges sejtekhez is hozzákötődik, ami a nem megfelelő „célzásból” adódó mellékhatások megjelenéséhez vezet.
A rheumatoid arthritis, a non-Hodgkin-lymphoma és a krónikus limfocitás leukaemia terápiájában alkalmazott rituximab azáltal fejti ki hatását, hogy a betegséget okozó kóros sejtek CD20 receptoraihoz kötődik. Ugyanakkor bizonyos immunsejtek is rendelkeznek ugyanilyen CD20 receptorokkal, ennél fogva a gyógyszer csökkentheti az egyén képességét arra, hogy legyőzze a fertőzéseket.
Az új vizsgálatban a szakembereket egy olyan molekuláris robotot terveztek, mely többféle receptort azonosít a sejtek felszínén, így hatásosabban képes megjelölni a sejtek specifikusabb alcsoportjait. A molekuláris automatának is nevezett molekuláris robotok többféle antitest elegyéből és rövid DNS-szálakból állnak. Ezek a rövid DNS-szálak, melyeket oligonukleotidoknak is neveznek, bármilyen felhasználóspecifikus szekvenciával laboratóriumi körülmények között is előállíthatók.
A kutatók fehérvérsejteken végezték vizsgálataikat. Minden fehérvérsejt rendelkezik CD45 receptorokkal, de csak a sejtek egy részén találhatók meg más receptorok is, például a CD20, CD3 és CD8. Egy kísérletben a HSS szakemberei három különféle molekuláris robotot hoztak létre, melyek mindegyike egy antitestkomponenssel (CD45, CD3 vagy CD8) és egy DNS-komponenssel rendelkezett. A robotok DNS-komponensét úgy alkották meg, hogy az nagy affinitással rendelkezzen egy másik robot DNS-komponense iránt. A kutatók egészséges donorok vérét keverték a molekuláris robotokkal. Amennyiben a CD45 antitestet hordozó molekuláris robot a sejt CD45 receptorához, a CD3 antitestet hordozó molekuláris robot pedig ugyanannak a sejtnek egy másik fogadó receptorához kötődött, akkor a két robot DNS-szálainak szoros közelsége kaszkádreakciót indít be, melynek során bizonyos szálak szétválnak, míg az egymást kiegészítő szálak összekapcsolódnak. A végeredmény egy egyedi, egyszeres szálú DNS, mely csak azon a sejten található meg, mely mindkét fajta receptorral rendelkezik.
A CD8 antitestet hordozó, a CD45-öt, CD3-at és CD8-at expresszáló sejtekhez kötődő molekuláris robot hozzáadása nyomán ez a szál növekedésnek indul. A robotok alapvetően a sejtek azon szubpopulációját jelölik ki, melyek célzottabb terápiát tesznek lehetővé. A kutatók szerint a molekuláris robotok számának növelésével egyre specifikusabb celluláris alcsoportok azonosíthatók. A folyamat ráadásul igen gyors, a sejtek jelölése mindössze 15 percet vesz igénybe. A klinikai alkalmazásnyelvén: a kutatók ki tudják választani azokat a sejteket, amelyeket célba akarnak venni vagy éppen ellenkezőleg, azokat, melyeket el kívánnal kerülni a kezelés során.
Ha a molekuláris robotok egérkísérletekben és végül humán klinikai vizsgálatokban is jól teljesítenek, akkor egy sor klinikai alkalmazás felé nyílik meg az út. Például a rákbetegek is profitálhatnak a célzottabb kemoterapeutikumokból. Az autoimmun betegségek kezelése során is specifikusabban kiválaszthatók azok a sejtek, melyek a betegséget okozó sejtekre hatnak, az immunvédekezésben szerepet játszó ép sejteket ugyanakkor megkímélik.
