Исследователи из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне разработали наноструктуру под названием NanoGripper, способную захватывать вирусные частицы COVID-19 для диагностики и блокировки заражения клеток. Работа опубликована в журнале Science Robotics.
NanoGripper представляет собой наноробота, созданного из одной молекулы ДНК. Он имеет четыре пальца и ладонь, структурно напоминающие человеческую руку. Конструкция включает три сустава на каждом пальце, что позволяет захватывать объекты с высокой точностью. Устройство способно взаимодействовать с клетками, вирусами и молекулами, выполняя биомедицинские задачи.
Создание NanoGripper основано на методе ДНК-оригами, который позволяет складывать одну длинную молекулу ДНК в сложную трехмерную структуру. Все элементы — как неподвижные, так и мобильные части — формируются одновременно. Способность захвата обеспечивается специальными участками, называемыми ДНК-аптамерами, которые связываются с мишенью, инициируя движение пальцев.
Для диагностики COVID-19 NanoGripper был объединен с фотонно-кристаллическим сенсором. Тест выявляет вирусные частицы за 30 минут с высокой чувствительностью, сравнимой с традиционными молекулярными тестами. Захваченные вирусы активируют флуоресцентные молекулы, что позволяет системе точно подсчитать количество вирусов в образце.
Кроме того, NanoGripper способен предотвращать заражение клеток. Эксперименты показали, что наноробот оборачивается вокруг вирусных частиц, блокируя взаимодействие их белков с клеточными рецепторами. Это открывает перспективу создания профилактических препаратов, таких как назальные спреи, которые могут предотвращать проникновение вирусов в организм.
Исследователи подчеркивают универсальность технологии. NanoGripper может быть адаптирован для борьбы с другими вирусами, такими как грипп или ВИЧ, а также для адресной доставки лекарств к раковым клеткам. Концепция требует дальнейшей проработки, но уже продемонстрировала потенциал для диагностики и лечения широкого спектра заболеваний.