Wat als artsen een afstandsbediening hadden waarmee ze de eigen cellen van een patiënt naar een wond konden sturen om het genezingsproces te versnellen? Hoewel een dergelijk apparaat nog verre van realiteit is, onderzoekers rapporteren in het ACS-tijdschrift Nano-letters hebben een belangrijke eerste stap gezet:ze gebruikten nabij-infrarood licht en een geïnjecteerd DNA-nanoapparaat om stamcellen naar een verwonding te leiden, wat hielp bij het teruggroeien van spierweefsel bij muizen.

Complexe signaalroutes coördineren cellulaire activiteiten zoals beweging, proliferatie en zelfs de dood. Bijvoorbeeld, wanneer signaalmoleculen binden aan eiwitten die receptortyrosinekinasen worden genoemd op het celoppervlak, ze activeren de receptoren om paren te vormen en elkaar te fosforyleren. Dit proces kan andere eiwitten activeren die er uiteindelijk toe leiden dat een cel beweegt of groeit. Hong Hui Wang, Zhou Nie en collega's vroegen zich af of ze een nano-apparaat konden introduceren in cellen die dit systeem opnieuw zouden bedraden, waardoor receptoren worden geactiveerd door nabij-infrarood licht in plaats van signaalmoleculen. De onderzoekers kozen voor nabij-infrarood omdat het door levende weefsels kan gaan, in tegenstelling tot ultraviolet of zichtbaar licht. Het team richtte zich op een receptortyrosinekinase genaamd MET, wat essentieel is voor wondgenezing.

De onderzoekers ontwierpen een DNA-molecuul dat tegelijkertijd aan twee MET-receptoren kan binden, door ze aan elkaar te koppelen en te activeren. Om het systeem op licht te laten reageren, het team bevestigde meerdere kopieën van de DNA-sequentie aan gouden nanostaafjes. Wanneer verlicht met nabij-infrarood licht, de nanostaafjes warmden op en lieten het DNA vrij zodat het de receptoren kon activeren. De onderzoekers injecteerden de DNA-gebonden gouden nanostaafjes in muizen op de plaats van een verwonding en schenen een paar minuten een bijna-infraroodlicht op de muizen. Na drie dagen, bij behandelde muizen waren meer spierstamcellen naar de wond gemigreerd dan bij controlemuizen. De behandelde muizen vertoonden ook verhoogde tekenen van spierregeneratie in vergelijking met onbehandelde muizen.