創建DNA結構用於生物醫學應用的能力如創建疫苗或藥物輸送系統已經通過納米技術的進步成為可能，但最近在小鼠身上的一項研究考察了該技術的安全性。科學家們可以構建各種具有複雜結構的微小裝置，這些裝置可能被植入體內以運輸藥物或執行其他職責，而使用的方法為DNA摺紙(DO)，它涉及到將DNA的互補鏈重複摺疊成雙螺旋。
然而由於這項技術仍處於起步階段，專家們對納米結構是否會在動物系統中引起危險的免疫反應或以其他方式產生毒性存在分歧。
現在，來自俄亥俄州立大學的研究人員已經邁出了第一步從而為這個問題提供了答案。最近發表在《Small》上的這項研究發現，雖然大量的這些DNA裝置可能會對免疫系統產生一些影響，但並沒有明顯到有害的程度。他們的結果還暗示，一些醫藥應用可能會從不同的形狀中獲益更多。
“DNA在構造方面及它如何能被操縱和設計並以非常協調的方式形成納米機器人是令人難以置信的，”該研究的論文第一作者、俄亥俄州機械和航空航天工程的研究科學家Christopher Lucas說道，“我們相信這項具有難以置信的潛力的技術可以用來診斷、治療和預防疾病。”
為了測試是否可以安全地做到這一點，Lucas的團隊使用小鼠來比較兩種不同的納米結構的生物分佈和毒性：一種被稱為“Tri”的扁平單層二維三角形以及一種被命名為“Horse”的三維棒狀結構。在10天的時間裡，約60隻雌性小鼠被連續靜脈注射了兩種DO結構。但為了真正測試其安全性，研究人員反覆給小鼠注射，其濃度是以前的研究高10倍。
研究人員確實看到Tri和Horse產生了依賴於形狀的炎症反應，但由於反應隨着時間的推移而減少，他們指出，從長遠來看，免疫反應是相對無害的。Lucas指出：“這是一種適度的免疫反應，但它對動物沒有毒性。當我們走向臨床前開發並為藥物輸送應用準備好技術時，了解這一點確實是關鍵。”
當實驗結束時，該團隊還收集並成像了小鼠的所有主要器官、血液和尿液以跟蹤該設備在整個身體的最終分佈。結果顯示，兩種類型的納米結構都被各種免疫細胞內化，但由於它們的原始濃度和滲透到體內的時間不同，仍留下的DO數量也不同。Lucas表示，由於它們具有生物相容性，納米結構也恰好能相對快速地清除身體。這是一件好事，特別是如果科學家們想確保這些設備可以只針對患病的細胞。
然而很難預測其他類型的納米結構在人類或動物體內可能遇到的挑戰。
研究報告的共同作者、機械和航天工程教授Carlos Castro說道：“一旦你把東西放到生物系統中，就會有很多變化需要考慮。”
至於下一步，由於該團隊已經證明該技術對小鼠沒有毒性，他們希望開始在設備上裝載化療藥物並開始學習如何使用這些設備來有效地針對動物體內的癌細胞。“我們只是觸及了表面。我們正在揭示一套全新的有趣的問題，以我們可以更深入地進行挖掘，”Castro說道。