Nat Commun： DNA 計(jì)算機(jī)推動(dòng)“智能藥物”發(fā)展

　　艾恩德霍芬理工大學(xué)(TU / e)的研究人員提出了一種新的方法：使用 DNA 計(jì)算機(jī)將受控藥物輸送到血液中。由生物醫(yī)學(xué)工程師 Maarten Merkx 領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)于 2 月 17 日在《自然 - 通訊》發(fā)表文章，描述如何開發(fā)第一個(gè)能夠檢測(cè)血液中幾種抗體的 DNA 計(jì)算機(jī)，并根據(jù)這個(gè)輸入執(zhí)行后續(xù)計(jì)算。 這是朝向開發(fā)“智能藥物”的重要一步，其可以更好地控制用于風(fēng)濕病和克羅恩病的藥物，例如具有較少的副作用和較低的成本。

　　TU / e 研究人員提出的方法類似于一種安全門系統(tǒng)，系統(tǒng)根據(jù)站在前面的人判斷是否打開門。 如果相機(jī)識(shí)別到人，則門解鎖，但如果該人未知，則門保持鎖定。 生物醫(yī)學(xué)化學(xué) Maarten Merkx 教授說(shuō)：對(duì)診斷測(cè)試的研究往往側(cè)重于“識(shí)別”，但是該系統(tǒng)的特殊之處在于它可以考慮并且可以連接驅(qū)動(dòng)，例如藥物遞送。

　　DNA 計(jì)算機(jī)

為了能夠執(zhí)行這樣的動(dòng)作，需要“智能”，在該系統(tǒng)中，這樣的角色由 DNA 計(jì)算機(jī)執(zhí)行。 DNA 是遺傳信息的載體，但 DNA 分子也高度適合于進(jìn)行分子計(jì)算。 DNA 分子內(nèi)的序列決定了其可以與哪些其他 DNA 分子反應(yīng)，這允許研究者編程期望的反應(yīng)回路。

　　抗體

迄今為止，DNA 計(jì)算機(jī)的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用受到限制，因?yàn)?DNA 計(jì)算機(jī)的輸入通常由其他 DNA 和 RNA 分子組成。 為了確定某人是否患有特定疾病，必須測(cè)量特異性抗體的濃度，即當(dāng)我們生病時(shí)免疫系統(tǒng)產(chǎn)生的藥物。 Merkx 和他的同事們首次成功地將抗體的存在連接到 DNA 計(jì)算機(jī)。

　　藥物遞送

團(tuán)隊(duì)的方法將每種抗體的存在翻譯成獨(dú)特的 DNA 片段，由此 DNA 計(jì)算機(jī)可以基于一種或多種抗體的存在決定是否需要藥物遞送。研究的第一作者，博士生 Wouter Engelen 解釋說(shuō)：“特定 DNA 分子的存在啟動(dòng)了一系列反應(yīng)，我們可以讓 DNA 計(jì)算機(jī)運(yùn)行各種程序。 研究結(jié)果表明，我們可以使用 DNA 計(jì)算機(jī)控制酶的活性，但我們認(rèn)為也應(yīng)該可以控制治療性抗體的活性?！?/p>

　　藥物

在治療慢性疾病，如風(fēng)濕病或克羅恩病中，這種治療性抗體用作藥物。 該系統(tǒng)的潛在應(yīng)用之一是測(cè)量血液中治療性抗體的量，并決定是否需要施用任何額外的藥物。 Merkx：“通過(guò)直接將抗體的測(cè)量與疾病的治療聯(lián)系起來(lái)，我們或許能夠預(yù)防副作用并降低成本。”