由于納米技術的進步，創造用于生物醫學應用的DNA結構的能力已經成為可能，比如創建疫苗接種或藥物輸送系統，但最近一項針對小鼠的研究探討了這項技術的安全性。
科學家們可以用一種叫做“DNA折紙”(DO)的方法，建造各種結構復雜的微型設備，這些設備可能被植入體內，用于運輸藥物或執行其他任務，這種方法包括將互補的DNA鏈反復折疊成雙螺旋。然而，由于這項技術仍處于初級階段，對于納米結構是否會導致危險的免疫反應或在動物系統中以其他方式產生毒性，專家們存在分歧。
俄亥俄州立大學的研究人員現在已經邁出了第一步，為這個問題提供了答案。這項最近發表在《Small》雜志上的研究發現，雖然大量的DNA設備可能會在一定程度上影響免疫系統，但還沒有明顯到對人體有害的程度。他們的研究結果還表明，不同的形狀可能對某些醫學應用更有益。
該研究的主要作者、俄亥俄州立大學機械與航空航天工程研究科學家克里斯托弗·盧卡斯(Christopher Lucas)說:“DNA的結構令人難以置信，它是如何以非常協調的方式被操縱和設計成納米機器人的。我們相信，這項具有巨大潛力的技術可以用于診斷、治療和預防疾病。”
為了測試這樣做是否安全，Lucas的團隊用小鼠來比較兩種不同納米結構的生物分布和毒性:一種是被稱為“Tri”的單層二維平面三角結構，另一種是被稱為“Horse”的三維棒狀結構。在10天的時間里，大約60只雌性小鼠連續IV注射兩種DO結構。但為了真正測試安全性，研究人員反復給小鼠注射的藥物濃度是之前研究的10倍。
研究人員確實發現，Tri和Horse產生了依賴形狀的炎癥反應，但由于隨著時間的推移，這種反應會減弱，他們表明，從長期來看，免疫反應相對無害。Lucas說:“這是一種適度的免疫反應，但對動物沒有毒性。了解這一點對我們走向臨床前開發非常關鍵，并為藥物輸送應用做好了技術準備。”
當實驗結束時，研究小組還收集了小鼠的所有主要器官、血液和尿液，并對其進行成像，以跟蹤該設備在全身的最終分布。結果表明，這兩種類型的納米結構都被多種免疫細胞內化，但由于它們最初的濃度和它們在體內滲透的時間不同，留下的DO的數量仍然不同。Lucas說，由于納米結構具有生物相容性，因此它們清理人體的速度也相對較快。這是一件好事，尤其是如果科學家想要確保這些設備能夠只針對病變細胞。
但很難預測其他種類的納米結構在人類或動物體內可能遇到的挑戰。
研究報告的合著者、機械與航空航天工程教授卡洛斯·卡斯特羅(Carlos Castro)說:“一旦你把東西放入生物系統，就會有太多的可變性需要考慮。”
至于下一步，由于他們已經證明了這項技術對小鼠沒有毒性，研究小組希望開始在這些設備上裝載化療藥物，并開始學習如何使用這些設備有效地瞄準動物體內的癌細胞。Castro說:“我們只是觸及了表面。我們揭示了一系列全新的有趣問題，我們可以深入挖掘。”