Nat Commun：DNA 計算機推動「智能藥物」發展

摘要：艾恩德霍芬理工大學(TU / e)的研究人員提出了一種新的方法：使用 DNA 計算機將受控藥物輸送到血液中。由生物醫學工程師 Maarten Merkx 領導的研究團隊於 2 月 17 日在《自然 - 通訊》發表文章，描述如何開發第一個能夠檢測血液中幾種抗體的 DNA 計算機，並根據這個輸入執行後續計算。 這是朝向開發「智能藥物」的重要一步，其可以更好地控制用於風濕病和克羅恩病的藥物，例如具有較少的副作用和較低的成本。

艾恩德霍芬理工大學(TU / e)的研究人員提出了一種新的方法：使用 DNA 計算機將受控藥物輸送到血液中。由生物醫學工程師 Maarten Merkx 領導的研究團隊於 2 月 17 日在《自然 - 通訊》發表文章，描述如何開發第一個能夠檢測血液中幾種抗體的 DNA 計算機，並根據這個輸入執行後續計算。 這是朝向開發「智能藥物」的重要一步，其可以更好地控制用於風濕病和克羅恩病的藥物，例如具有較少的副作用和較低的成本。

TU / e 研究人員提出的方法類似於一種安全門系統，系統根據站在前面的人判斷是否打開門。 如果相機識別到人，則門解鎖，但如果該人未知，則門保持鎖定。 生物醫學化學 Maarten Merkx 教授說：對診斷測試的研究往往側重於「識別」，但是該系統的特殊之處在於它可以考慮並且可以連接驅動，例如藥物遞送。

DNA 計算機

為了能夠執行這樣的動作，需要「智能」，在該系統中，這樣的角色由 DNA 計算機執行。 DNA 是遺傳信息的載體，但 DNA 分子也高度適合於進行分子計算。 DNA 分子內的序列決定了其可以與哪些其他 DNA 分子反應，這允許研究者編程期望的反應迴路。

抗體

迄今為止，DNA 計算機的生物醫學應用受到限制，因為 DNA 計算機的輸入通常由其他 DNA 和 RNA 分子組成。 為了確定某人是否患有特定疾病，必須測量特異性抗體的濃度，即當我們生病時免疫系統產生的藥物。 Merkx 和他的同事們首次成功地將抗體的存在連接到 DNA 計算機。

藥物遞送

團隊的方法將每種抗體的存在翻譯成獨特的 DNA 片段，由此 DNA 計算機可以基於一種或多種抗體的存在決定是否需要藥物遞送。研究的第一作者，博士生 Wouter Engelen 解釋說：「特定 DNA 分子的存在啟動了一系列反應，我們可以讓 DNA 計算機運行各種程序。 研究結果表明，我們可以使用 DNA 計算機控制酶的活性，但我們認為也應該可以控制治療性抗體的活性。」

藥物

在治療慢性疾病，如風濕病或克羅恩病中，這種治療性抗體用作藥物。 該系統的潛在應用之一是測量血液中治療性抗體的量，並決定是否需要施用任何額外的藥物。 Merkx：「通過直接將抗體的測量與疾病的治療聯繫起來，我們或許能夠預防副作用並降低成本。」