توضيح چگونگي اثر يك داروي ضد سرطان با استفاده از نانوانبرك هاي مغناطيسي
گروهي تحقيقاتي به سرپرستي ماري-آن جورنستي از بيمارستان تحقيقي کودکان سنت‌جود، و نينک دکر از دانشگاه صنعتي دلفت، با استفاده از نانو انبرک‌هاي مغناطيسي نشان دادند که چگونه يک داروي ضد سرطان از دسته camptothesinها به نام توپوتکان، سلول‌هاي سرطاني را به‌وسيله مهار آنزيم توپوايزومراز (TOPΙ)I (که مسئول بازکردن پيچ و تاب‌هاي زنجيرهDNA است) مي‌کشد.
آنان دريافتند که در نتيجه مهار اين آنزيم پيچ‌هاي محکمي به نام سوپرکويل‌ها در زنجيره DNA به‌وجودمي‌آيد و زنجيره را در آن محل قفل مي‌نمايد. درست همان‌گونه که پيچ و تاب‌هاي يک سيم تلفن قديمي به هم قفل مي شوند.
بر پايه اين مشاهده‌ها، محققان نظريه سوپرکويل را درخصوص نحوه کشته شدن سلول‌ها توسط اين دارو ارائه دادند و سپس نظريه خود را بر روي سلول هاي مخمر آزمايش نمودند.
آنان نتيجه گرفتند که تراکم سوپرکويل‌ها در زنجيره DNA عامل مرگ سلول است، زيرا موجب مي‌شود که سلول نتواند در هنگام تقسيم سلولي، دو رشتهDNA را به‌منظور دوبرابر کردن تعداد کروموزوم‌ها- که براي انجام تقسيم لازمند- از هم جدا کند. اين يافته علمي با ايجاد نگرش جديدي نسبت به نحوه عمل اين داروها، مي‌تواند به اصلاح ساختار آنها به‌منظور بهتر اثر کردنشان در بيماران کمک نمايد.
اين براي نخستين بار بود که عرضه يک نظريه علمي و آزمايش‌هاي بعدي آن بر روي يک ارگانيسم زنده به کمک ابزارهاي مبتني بر فناوري نانو صورت گرفت.
شيوه کار بدين صورت بود که آنان يک انتهاي زنجيره مولکول DNA را با اتصال به نانوانبرک‌هاي مغناطيسي در معرض يک ميدان مغناطيسي قرار داده و انتهاي ديگر آن را با اتصال به يک سطح شيشه‌اي در برابر اين ميدان محافظت نمودند.
سپس آهنرباي ريزي را در بالاي اين ميدان چرخاندند، در نتيجه اين عمل جهت ميدان مغناطيسي که زنجيره DNA در آن قرار داشت نيز چرخيد و DNA به‌صورت سوپرکويل پيچ خورده و طول آن به يک هفتم طول اصلي‌اش رسيد.
با افزوده شدن آنزيم TOPΙ ، طول زنجيره DNA طبق نظريه مذکور با بازشدن سوپرکويل ها و کاسته شدن از تنش ايجاد شده در زنجيره DNA، به حالت اول باز گشت، در‌حالي‌که با وجود داروي توپوتکان سرعت آنزيم TOPΙ در باز کردن سوپرکويل‌هاي زنجيره DNA، 20برابر کاهش مي‌يابد. نکته جالب توجه اين است که داروي توپوتکان سرعت بازشدن سوپرکويل‌هاي مثبت را نسبت به سوپرکويل‌هاي منفي بيشتر کاهش مي دهد.
