Биомолекулярен компютър прихваща следи от болести 07.07 | 13:57

Представете си, как след няколко десетилетия голяма част от лечението ни се осъществява благодарение на микроскопични биомолекулярни компютри, които могат автономно да се движат в телата ни, да сканират тъканите за наличие на издайнически следи от заболявания, да ги диагностицират и дори да отделят подходящите лекарства за лечението им.

Днес подобен сценарий може да ни изглежда по-скоро като научна фантастика. Оказва се обаче, че и в тази сфера на познанието учените правят важни крачки, със създаването на първите, все още груби прототипи на бъдещите миникомпютри.

В скорошно проучване, публикувано в сп. Nano Letters, израелски изследователи от института Уайзман в град Реховот представиха биомолекулярен компютър, който може да установи едновременното присъствие на множество различни видове молекули (индикатори), които се появяват при наличието на дадено заболяване или инфекция.

В бъдеще тази сензорна способност ще може да бъде съчетана с огромните ни биомедицински познания и така да направи възможно компютрите сами да поставят диагнозата и да решават какво лекарство да изпуснат, в зависимост от състоянието на пациента.

Новата разработка се основава на създадени в миналото биомолекулярни компютри, състоящи се от двустепенни системи, направени от биологични компоненти - ДНК молекула и рестрикционен ензим, отговорен за специфичното ѝ накъсването на отделни вериги.

В началото на изчисленията си компютърът е настроен така, че да дава  положителен резултат. При всяка изчислителна стъпка той проверява по един индикатор за заболяване. Ако всички индикатори са налице, изчислението завършва с положителен резултат. Ако само един от тях обаче липсва , диагнозата е отрицателна.

Този метод на улавяне на пълната комбинация от няколко болестни индикатори е много по-полезен от изпращането само на един, тъй като той позволява по-голяма точност и чувствителност при улавяне на разликите между отделните заболявания.

Така например в случая на рака на щитовидната жлеза, едновременното отчитане на протеина thyroglobulin и хормона calcitonin може да позволи даването на много по-точна диагноза, вместо улавянето на само един от тези два индикатора.

Най-голямото предизвикателство сега пред създаването на ефективни биомолекулярни компютри, е свързано с поставянето им в реална среда - като кръвния поток или цитоплазмата в клетките. В момента учените разработват системи, които разчитат на по-проста механика от тази на рестрикционните ензими или на собствената механика на клетките.