នៅក្នុងការសិក្សាថ្មីមួយ អ្នកស្រាវជ្រាវបានបង្កើតជាលើកដំបូងនូវប្រព័ន្ធ nanorobotic ស្វយ័តពេញលេញសម្រាប់កំណត់គោលដៅជាពិសេសទៅលើជំងឺមហារីក។
ក្នុងភាពជឿនលឿនដ៏សំខាន់នៃ nanomedicine វិស័យដែលរួមបញ្ចូលគ្នានូវបច្ចេកវិទ្យាណាណូជាមួយថ្នាំ អ្នកស្រាវជ្រាវបានបង្កើតវិធីថ្មីនៃការព្យាបាលដោយប្រើ nanoparticles ទំហំតូចបំផុត (ម៉ាស៊ីន ឬមនុស្សយន្តដែលនៅជិតខ្នាតមីក្រូទស្សន៍នៃ nanometer 10-9m) ដើម្បី គោលដៅ ជម្ងឺមហារីក, នៅក្នុងការសិក្សាដ៏គួរឱ្យកត់សម្គាល់នេះបានបោះពុម្ពផ្សាយនៅក្នុង ធម្មជាតិបច្ចេកវិទ្យាជីវបច្ចេកវិទ្យា.
DNA Origami nanobot: អ្នកដឹកជញ្ជូនវេទមន្ត
DNA ជា origami គឺជាដំណើរការមួយដែល DNA ត្រូវបានបត់ក្នុងកម្រិតណាណូ ហើយត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធសកម្មនៅមាត្រដ្ឋានតូចបំផុត (origami ដូចនៅក្នុងសិល្បៈនៃការបត់ក្រដាស)។ DNA គឺជាឃ្លាំងផ្ទុកព័ត៌មានដ៏អស្ចារ្យ ហើយដូច្នេះរចនាសម្ព័ន្ធដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងពីវាអាចត្រូវបានប្រើជាអ្នកបញ្ជូនព័ត៌មាន។ ស្របជាមួយនឹងសមត្ថភាពនេះ បំណែកនៃ DNA nanoparticles ទាំងនេះ (ឬ 'DNA nanorobots' ឬ 'nanorobots' ឬ 'nanobots') អាចផ្លាស់ទី និងលើកទំនិញតាមមាត្រដ្ឋានតូចបំផុតសម្រាប់កិច្ចការជាក់លាក់នៅក្នុងរាងកាយមនុស្ស ហើយដូច្នេះវាសាកសមសម្រាប់មនុស្សជាច្រើន។ nanorobotic កម្មវិធី។ ទំហំនៃ nanobot បែបនេះគឺតូចជាង 1000 ដងនៃសក់មនុស្ស។ វិស័យ nanorobotics នេះពោរពេញដោយភាពរំភើបសម្រាប់ពីរទសវត្សរ៍កន្លងមក ហើយអ្នកជំនាញជាច្រើនបាននិងកំពុងផ្តោតលើការបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធ nanoscale បែបនេះដោយផ្អែកលើ DNA ដែលអាចបត់ខ្លួនវាទៅជាទម្រង់ និងទំហំគ្រប់ប្រភេទដើម្បីធ្វើបដិវត្តឱសថ ជាពិសេសការព្យាបាល និងការចែកចាយថ្នាំ។
បច្ចេកវិជ្ជា Nanorobot ឥឡូវនេះកំពុងត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយ ហើយបានធ្វើបដិវត្តវិស័យរួចហើយ ដូចជារូបភាពវេជ្ជសាស្ត្រ ឧបករណ៍ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ប្រព័ន្ធថាមពល និងថ្នាំពេទ្យផងដែរ។ នៅក្នុងឱសថ nanobotsha មានគុណសម្បត្តិសំខាន់ៗជាចម្បងដោយសារតែពួកគេមិនបង្កើតសកម្មភាពដែលបង្កគ្រោះថ្នាក់មិនមានផលប៉ះពាល់ដែលអាចកើតមានហើយមានភាពជាក់លាក់ខ្លាំងដែលពួកគេនឹងកំណត់គោលដៅនិងប្រតិបត្តិការលើគេហទំព័រ។ ការចំណាយដំបូងនៃការអភិវឌ្ឍន៍ nanorobots ប្រហែលជាខ្ពស់ ប៉ុន្តែការផលិតនៅពេលដែលធ្វើឡើងដោយវិធីសាស្រ្តសាមញ្ញនៃដំណើរការបាច់កាត់បន្ថយការចំណាយទៅកម្រិតដ៏អស្ចារ្យ។ លើសពីនេះ ទំហំតូចរបស់ nanorobots ធ្វើឱ្យពួកវាល្អសម្រាប់កំណត់គោលដៅបាក់តេរី និងមេរោគ។ ម្យ៉ាងវិញទៀត nanorobot តូចមួយអាចត្រូវបានគេចាក់ចូលទៅក្នុងខ្លួនបានយ៉ាងងាយ ហើយវាអណ្តែតតាមឈាមបានយ៉ាងងាយស្រួល (ប្រព័ន្ធឈាមរត់) និងជួយក្នុងការរកឃើញបញ្ហា និងព្យាបាលពួកគេ។ Nanobots បានទទួលនូវសារៈសំខាន់ជាច្រើនក្នុងការស្រាវជ្រាវជំងឺមហារីក ចាប់តាំងពីពួកគេអាចជាជម្រើសដ៏គ្មានការឈឺចាប់នៃការព្យាបាលដោយប្រើគីមី ដែលបើមិនដូច្នេះទេវាមានភាពតានតឹងខ្លាំង ហើយដាក់បន្ទុកផ្ទាល់ខ្លួន និងហិរញ្ញវត្ថុដ៏ធំដល់អ្នកជំងឺ។ ការព្យាបាលដោយប្រើគីមីមិនត្រឹមតែជាវិធីព្យាបាលមហារីកដ៏សាហាវប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក្រៅពីការវាយប្រហារលើកោសិកាមហារីក នីតិវិធីនេះបន្សល់ទុកនូវផលរំខានជាច្រើនពេញរាងកាយ។ យ៉ាងណាក៏ដោយ វិទ្យាសាស្ត្រមិនទាន់អាចរកឃើញជម្រើសថ្មីណាមួយចំពោះការព្យាបាលដោយប្រើគីមីសម្រាប់ព្យាបាលជំងឺដែលគំរាមកំហែងអាយុជីវិតហៅថា មហារីកនោះទេ។ Nanobots មានសក្តានុពលក្នុងការផ្លាស់ប្តូរសេណារីយ៉ូនេះក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំខាងមុខ ដោយធ្វើជាជម្រើសដែលមានប្រសិទ្ធភាពជាង ឆ្លាតជាងមុន និងជាគោលដៅវាយប្រហារលើមហារីក។
មហារីកគោលដៅ
នៅក្នុងការសិក្សាថ្មីៗនេះ មានការសហការរវាងសាកលវិទ្យាល័យរដ្ឋ Arizona សហរដ្ឋអាមេរិក និងមជ្ឈមណ្ឌលជាតិសម្រាប់ ណាណូ វិទ្យាសាស្រ្ត និងបច្ចេកវិទ្យានៃបណ្ឌិត្យសភាវិទ្យាសាស្ត្រចិន ទីក្រុងប៉េកាំង អ្នកស្រាវជ្រាវបានរចនាដោយជោគជ័យ សាងសង់ និងគ្រប់គ្រងដោយប្រុងប្រយ័ត្ននូវ nanobots ស្វ័យប្រវត្តិ ដើម្បីស្វែងរកយ៉ាងសកម្ម និងជាក់លាក់ក្នុងការបំផ្លាញដុំសាច់មហារីកនៅក្នុងខ្លួន ខណៈពេលដែលមិនប៉ះពាល់ដល់កោសិកាដែលមានសុខភាពល្អ។ ពួកគេបានយកឈ្នះលើបញ្ហាប្រឈមជាច្រើនដែលបាននិងកំពុងញាំញីអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រណាណូអស់រយៈពេលជាង XNUMX ទសវត្សរ៍ ដោយការរចនា និងប្រើប្រាស់យុទ្ធសាស្រ្តសាមញ្ញ និងត្រង់បំផុតដើម្បីស្វែងរក និងបំផ្លាញដុំសាច់។ យុទ្ធសាស្ត្រនេះគឺដើម្បីកាត់ផ្តាច់ការផ្គត់ផ្គង់ឈាមនៅក្នុងកោសិកាដុំសាច់មួយយ៉ាងជាក់លាក់ដោយជំរុញការកកឈាមទៅក្នុងកោសិកាដុំសាច់ដោយប្រើ nanobots ដែលមានមូលដ្ឋានលើ DNA ។ ដូច្នេះ ពួកគេបានគិតអំពីអ្វីមួយដែលហាក់ដូចជាសាមញ្ញ – ភ្ជាប់អង់ស៊ីមធ្វើឲ្យឈាមកកសំខាន់ (ហៅថា Thrombin) ទៅលើផ្ទៃនៃ DNA origami nanobot ដែលមានមាត្រដ្ឋានណាណូ។ ម៉ូលេគុលមធ្យមចំនួនបួននៃ Thrombin ត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងផ្ទៃរាបស្មើ DNA ជា សន្លឹក origami មានទំហំ 90nm គុណនឹង 60nm ។ ក្រដាសរាបស្មើនេះត្រូវបានបត់ដូចជាក្រដាសដែលបង្កើតផ្សិត nanobots ទៅជាទម្រង់បំពង់ប្រហោង។ nanobots ទាំងនេះត្រូវបានចាក់ចូលទៅក្នុងកណ្តុរមួយ (ដែលត្រូវបានជំរុញឱ្យមានការរីកលូតលាស់នៃដុំសាច់សាហាវ) ពួកគេបានធ្វើដំណើរពេញចរន្តឈាមទៅដល់ និងភ្ជាប់ទៅនឹងគោលដៅរបស់វា – ដុំសាច់។ បន្ទាប់មក ទំនិញរបស់ nanobot – អង់ស៊ីម Thrombin – ត្រូវបានចែកចាយដោយរារាំងលំហូរឈាមរបស់ដុំសាច់។ ការកកឈាមក្នុងសរសៃឈាមដែលចិញ្ចឹមការលូតលាស់ដុំសាច់ បង្កើតការបំផ្លាញជាលិកាដុំសាច់ ឬការស្លាប់កោសិកា។ ដំណើរការទាំងមូលនេះ គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍កើតឡើងយ៉ាងលឿន ហើយ nanobots ជុំវិញដុំសាច់ក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មានម៉ោងបន្ទាប់ពីការចាក់។ ភ័ស្តុតាងនៃដុំសាច់ក្នុងដំណាក់កាលធ្ងន់ធ្ងរ កោសិកាដុំសាច់ទាំងអស់ត្រូវបានគេសង្កេតឃើញបន្ទាប់ពីចាក់ 36 ម៉ោង។
លើសពីនេះ អ្នកនិពន្ធក៏បានយកចិត្តទុកដាក់លើការរួមបញ្ចូលបន្ទុកពិសេសលើផ្ទៃនៃ nanobot (ហៅថា DNA aptamer) ដែលនឹងកំណត់គោលដៅជាក់លាក់នៃប្រូតេអ៊ីន ហៅថា nucleolin ដែលត្រូវបានផលិតក្នុងបរិមាណខ្ពស់តែលើផ្ទៃនៃកោសិកាដុំសាច់ ដូច្នេះកាត់បន្ថយ ឱកាសនៃ nanobots ដែលមិនធ្លាប់វាយប្រហារកោសិកាដែលមានសុខភាពល្អដល់សូន្យ។ nanobots ទាំងនេះមិនត្រឹមតែកាត់បន្ថយ និងសម្លាប់កោសិកាដុំសាច់ប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងការពារការរីករាលដាលនៃជំងឺមហារីក ដែលជាការលូតលាស់មហារីកបន្ទាប់បន្សំនៅកន្លែងឆ្ងាយ។
សុវត្ថិភាព និងប្រសិទ្ធភាព
អ្នកនិពន្ធបានសង្កត់ធ្ងន់ថា nanobots មានសុវត្ថិភាព និងអសមត្ថភាពសម្រាប់ប្រើក្នុងសត្វកណ្តុរ និងសូម្បីតែជ្រូក ហើយការប្រើប្រាស់ nanobots មិនបានបង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូរនៃការ coagulation ឈាមធម្មតានៅកន្លែងផ្សេងទៀត ឬរចនាសម្ព័ន្ធកោសិកា ឬ breechinto ខួរក្បាលណាមួយឡើយ។ ដូច្នេះហើយ ពួកគេត្រូវបានគេកំណត់ថាមានសុវត្ថិភាព និងមានប្រសិទ្ធភាពក្នុងការកំណត់គោលដៅ និងបង្រួមដុំសាច់ដោយមិនមានផលប៉ះពាល់ដែលមិនចង់បាន។ ភាគច្រើននៃ nanobots ក៏ត្រូវបានគេមើលឃើញថាមានការរិចរឹល និងបោសសំអាតចេញពីរាងកាយបន្ទាប់ពី 24 ម៉ោង។ ទោះបីជា nanobots អាចត្រូវបានរចនានៅក្នុង 'គំរូ nanobots' ចម្លង ដែលអាចយល់បានដើម្បីរក្សាការចំណាយទាប ដោយសារតែច្បាប់ចម្លងមួយចំនួនត្រូវបានធ្វើឡើង ហើយ nanobots ផ្សេងទៀតត្រូវបានបង្កើតដោយខ្លួនឯង វាច្បាស់ណាស់ថាវិធីសាស្រ្តបែបនេះគួរតែត្រូវបានអនុវត្តតែក្នុងកាលៈទេសៈពិសេសប៉ុណ្ណោះ។ . ទាក់ទងនឹងវិស័យវេជ្ជសាស្ត្រ កុងតាក់សម្លាប់ដែលការពារមិនច្បាស់លាស់ក៏ត្រូវតែមានផងដែរ ដើម្បីរក្សាស្ថានការណ៍ធ្ងន់ធ្ងរណាមួយ។ អាជ្ញាធរផ្នែកច្បាប់ត្រូវបង្កើតបទប្បញ្ញត្តិដើម្បីជៀសវាងការប្រើ nanobots ខុសក្នុងឱសថ ឧទាហរណ៍ nanobots ដែលមានអាវុធ។ កត្តាទាំងអស់នៅពេលថ្លឹងថ្លែង ប្រសិទ្ធភាពនៃ nanobots នាំយើងទៅដល់ចំណុចមួយដែលពួកគេមិនអាចមើលរំលងបាន ហើយការសម្លឹងមើលទៅលើ nanobots ដ៏មានសក្តានុពលរបស់ពួកគេនឹងក្លាយជាសមាសធាតុសំខាន់នៃឱសថនាពេលអនាគត។
វិធីសាស្រ្តស្រដៀងគ្នានេះអាចត្រូវបានប្រើប្រាស់លើមនុស្ស ដោយសារអ្នកនិពន្ធបានបង្ហាញថាប្រព័ន្ធនេះក៏ត្រូវបានធ្វើតេស្តលើគំរូមហារីកសួតកណ្ដុរបឋមផងដែរ ដែលធ្វើត្រាប់តាមវិធីព្យាបាលសួតរបស់មនុស្ស។ ជម្ងឺមហារីក អ្នកជំងឺ - និងបានបង្ហាញពីការតំរែតំរង់នៃដុំសាច់បន្ទាប់ពីការព្យាបាលរយៈពេលពីរសប្តាហ៍។ ដូចគ្នានេះផងដែរ ការសិក្សាទាំងនេះត្រូវបានធ្វើឡើងលើសត្វកណ្ដុរ ហើយក្នុងរយៈពេលពីរសប្តាហ៍ ឥទ្ធិពលបង្ហាញស្រដៀងគ្នាលើជំងឺមហារីកសុដន់ ជំងឺមហារីកស្បែក មហារីកអូវែ និងសួតត្រូវបានគេឃើញនៅក្នុងសត្វ។ ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការសិក្សានេះចាំបាច់ត្រូវធ្វើឡើងចំពោះមនុស្ស ដើម្បីបញ្ជាក់ពីភាពអាចជឿជាក់បាននៃលទ្ធផលស្រដៀងគ្នា ហើយការសាកល្បងព្យាបាលដ៏រឹងមាំចាំបាច់ត្រូវតែត្រូវបានអនុវត្តសម្រាប់ការសម្រេចបានដូចគ្នា។
វិធីដ៏ឆ្លាតវៃ និងជាគោលដៅវាយប្រហារមហារីក
បញ្ហាប្រឈមដ៏សំខាន់មួយនៃការព្យាបាលជំងឺមហារីកគឺ ការបែងចែកយ៉ាងប្រុងប្រយ័ត្ន និងត្រឹមត្រូវរវាងកោសិកាដុំសាច់មហារីក និងកោសិកាធម្មតាដែលមានសុខភាពល្អ។ វិធីសាស្រ្តសាមញ្ញក្នុងការបិទ និងសម្លាប់កោសិកាដុំសាច់ - ការព្យាបាលដោយប្រើគីមី និងការព្យាបាលដោយវិទ្យុសកម្ម - បរាជ័យក្នុងការកំណត់គោលដៅកោសិកាដុំសាច់ដោយជ្រើសរើសដោយមិនធ្វើអន្តរកម្មជាមួយកោសិការាងកាយធម្មតា។ ដូច្នេះ ការព្យាបាលដោយប្រើគីមី និងការព្យាបាលដោយវិទ្យុសកម្មមានទំនោរបណ្តាលឱ្យមានផលប៉ះពាល់ធ្ងន់ធ្ងរ ទាំងតូច និងធំ រួមទាំងការខូចខាតសរីរាង្គ ដែលបណ្តាលឱ្យមានការថយចុះយ៉ាងខ្លាំងនៃការព្យាបាលដោយជំងឺមហារីក ហើយដូច្នេះអត្រារស់រានមានជីវិតទាបក្នុងចំណោមអ្នកជំងឺ។ Nanobots ដូចអ្វីដែលបានពិពណ៌នានៅក្នុងការសិក្សានេះ គឺជាប្រភេទថនិកសត្វដំបូងគេ ដែលខ្លាំង និងមានប្រសិទ្ធភាពក្នុងការកំណត់អត្តសញ្ញាណកោសិកាដុំសាច់ និងកាត់បន្ថយការលូតលាស់ និងការរីកសាយរបស់វា។ ប្រព័ន្ធមនុស្សយន្ត DNA នេះអាចត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការព្យាបាលជំងឺមហារីកយ៉ាងជាក់លាក់ និងគោលដៅសម្រាប់ជំងឺមហារីកជាច្រើនប្រភេទ ចាប់តាំងពីដុំសាច់រឹងទាំងអស់ដែលចិញ្ចឹមតាមសរសៃឈាមគឺមានសារៈសំខាន់ដូចគ្នា។
ការស្រាវជ្រាវនេះបានត្រួសត្រាយផ្លូវសម្រាប់អនាគតដើម្បីចាប់ផ្តើមការគិត និងរៀបចំផែនការដំណោះស្រាយផ្នែកវេជ្ជសាស្ត្រជាក់ស្តែងដោយប្រើភាពជឿនលឿននៃបច្ចេកវិទ្យា។ គោលដៅចុងក្រោយនៃការស្រាវជ្រាវជំងឺមហារីកគឺការលុបបំបាត់ដុំសាច់រឹងដោយជោគជ័យ ដោយគ្មានផលប៉ះពាល់ធ្ងន់ធ្ងរ និងកាត់បន្ថយការរាលដាល។ ក្រឡេកទៅមើលការសិក្សានេះ យើងឃើញក្តីសង្ឃឹមដ៏ធំធេងសម្រាប់អនាគត ដែលយុទ្ធសាស្ត្របច្ចុប្បន្ននេះអាចល្អសម្រាប់សម្រេចបាននូវគោលដៅចុងក្រោយ ដើម្បីដោះស្រាយជំងឺមហារីក។ ហើយមិនត្រឹមតែមហារីកប៉ុណ្ណោះទេ យុទ្ធសាស្ត្រនេះក៏អាចត្រូវបានបង្កើតឡើងជាវេទិកាចែកចាយថ្នាំសម្រាប់ព្យាបាលជំងឺជាច្រើនទៀតផងដែរ ពីព្រោះវិធីសាស្រ្តនេះគ្រាន់តែជាការកែប្រែរចនាសម្ព័ន្ធនៃ nanobots និងផ្លាស់ប្តូរទំនិញផ្ទុក។ ដូចគ្នានេះផងដែរ nanobots អាចជួយយើងឱ្យយល់បន្ថែមទៀតអំពីភាពស្មុគស្មាញនៃរាងកាយមនុស្សនិងខួរក្បាល។ នេះក៏នឹងជួយក្នុងការវះកាត់ដោយគ្មានការឈឺចាប់ និងមិនរាតត្បាត សូម្បីតែភាពស្មុគស្មាញបំផុតក៏ដោយ។ តាមការសន្មតនៅចំណុចនេះ ដោយសារ nanobots ទំហំរបស់វាក៏អាចដើរឆ្លងកាត់កោសិកាខួរក្បាល និងបង្កើតព័ត៌មានពាក់ព័ន្ធទាំងអស់ដែលត្រូវការសម្រាប់ការស្រាវជ្រាវបន្ថែម។ នៅពេលអនាគត ឧបមាថា ពីរទស្សវត្សរ៍ពីពេលនេះ ការចាក់ថ្នាំ nanobot តែមួយ អាចនឹងអាចព្យាបាលជំងឺបានទាំងស្រុង។
***
{អ្នកអាចអានឯកសារស្រាវជ្រាវដើមដោយចុចលើតំណ DOI ដែលបានផ្តល់ឱ្យខាងក្រោមនៅក្នុងបញ្ជីប្រភពដែលបានដកស្រង់}
ប្រភព (នានា)
Li S et al 2018. DNA nanorobot មានមុខងារជាថ្នាំព្យាបាលជំងឺមហារីក ដើម្បីឆ្លើយតបទៅនឹងការកេះម៉ូលេគុលនៅក្នុង vivo ។ ធម្មជាតិបច្ចេកវិទ្យាជីវបច្ចេកវិទ្យា. https://doi.org/10.1038/nbt.4071
