Werden DNA-Nanostrukturen für medizinische Anwendungen nützlich sein?

Es wird viel an der Entwicklung kleiner nanomechanischer Strukturen und sogar kleiner nanomechanischer Aktuatoren gearbeitet, die mit DNA gebaut wurden. Ich habe gehört, dass Forscher diese Forschung mit Behauptungen motivieren, dass sie biomedizinische Anwendungen haben könnten. Meine Frage ist, wie wahrscheinlich ist das? Insbesondere stören mich ein paar mögliche Probleme:

(1) Wie hoch ist das Risiko, dass die fremden DNA-Stränge, die zum Bau nanomechanischer Geräte verwendet werden, versehentlich in das Wirtsgenom eingebaut werden? Gibt es plausible Strategien, um dies zu vermeiden?

(2) Wird es in Gegenwart eines Immunsystems wirksam sein? Wenn die fremde DNA nicht in das Wirtsgenom eingebaut wird, wird sie wahrscheinlich stattdessen durch das Immunsystem des Wirts zerstört. Gibt es Forschungsergebnisse zu diesem Thema?

"Meine Frage ist, wie wahrscheinlich es ist, dass das wahr ist." Was die Frage als eine Bitte um subjektive Meinungen der Art definiert, die nicht zum Thema gehören – siehe hier .
@David Wenn Sie sich den Rest der Frage ansehen, sehen Sie, dass ich dann zwei bestimmte Fragen kläre. Ich bin kein Biologe und frage (1) welche biologischen Mechanismen (falls vorhanden) darstellen, die versehentlich herumschwimmende fremde DNA enthalten könnten, und gibt es bekannte mögliche Strategien, um dies zu vermeiden? und (2) Greift das menschliche Immunsystem fremde DNA an, die im Körper herumschwimmt? Gibt es Möglichkeiten, dies zu verhindern? Ich entschuldige mich, wenn dies für einen Experten subjektive Fragen zu sein scheinen, aber für mich (einen Anfänger) sind sie so spezifisch, wie ich sie zu stellen weiß. Danke

Antworten (1)

Ich denke, biomedizinische Anwendungen sind keine absurde Perspektive. Genauer gesagt zu deinem Anliegen:

(1) Sofern die DNA nicht zuerst von Zellen internalisiert wird und dann irgendwie in den Zellkern gelangt (beides ist nicht sehr wahrscheinlich, insbesondere angesichts der geringen Konzentrationen, über die wir hier nach Verdünnung in einem menschlichen Körper sprechen), würden Sie die DNA immer noch benötigen Struktur zu zerlegen, um "verfügbar" zu werden, und die Stränge lang genug sein, um eingebaut zu werden, was normalerweise nicht der Fall ist. Und natürlich bräuchten Sie einen DNA-Integrationsmechanismus, um am Werk zu sein, wie z. B. eine Rekombination mit Genomsequenzen, die zufällig denjenigen sehr ähnlich sind, die zum Aufbau der DNA-Nanostruktur verwendet werden (was während des Designschritts vermieden werden kann). Mit anderen Worten, nein, es ist ziemlich unwahrscheinlich.

(2) Immunantworten könnten tatsächlich ein größeres Problem sein; insbesondere einige Toll-like-Rezeptoren (TLR), die das angeborene Immunsystem aktivieren, können auf DNA- und RNA-Fragmente reagieren. Aber Immunantworten sind möglicherweise nicht so problematisch, wenn die DNA-Nanostrukturen für kurzfristige Missionen verwendet werden, wie z. B. die 1-Schuss-Abgabe an ein bestimmtes Organ, in diesem Fall müssen sie nicht sehr lange dort bleiben. Darüber hinaus kann dies eine nützliche Funktion sein; Immunerkennung kann verwendet werden, um den Transport von Nanopartikeln beispielsweise zu Lymphknoten zu lenken, wo die Effizienz ihrer Nutzlast (z. B. eines Immunmodulators) maximiert werden könnte.

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