„DNR origami“ kovoja su daugeliui vaistų atspariomis vėžio ląstelėmis
DNR įrankis, derinantis genų terapiją su chemoterapija, gali būti perspektyvus naujas būdas nugalėti daugeliui vaistų atsparias vėžines ląsteles.
Šis įrankis yra „pritaikyta DNR nanoplatforma“, kuri gali pernešti chemoterapinius vaistus į tikslines vėžio ląsteles, kartu nutildydama ląstelių atsparumo vaistams genus.
Ši technika yra mokslininkų, dirbusių Nacionaliniame nanomokslų ir technologijų centre Pekine, Kinijoje.
Neseniai publikuotas žurnalas „Angewandte Chemie“ tarptautinis leidimas išsamiai aprašoma, kaip komanda sukūrė ir išbandė DNR nanoplatformas.
Narkotikų gydymas žymiai pagerino vėžiu sergančių žmonių išgyvenamumą ir gyvenimo kokybę.
Tačiau yra daug atvejų, kai vėžys iš pradžių gerai reaguoja į gydymą, bet vėliau atsinaujina arba vėl atsinaujina dėl atsparumo vaistams.
Vaistų nutekėjimas
Mokslininkai nustatė kelis ląstelių mechanizmus, kurie įgalina arba skatina atsparumą vaistams sergant vėžiu.
Vienas iš jų yra „vaistų nutekėjimas“ - procesas, kurio metu baltymai-transporteriai pumpuoja vaistus iš ląstelės kūno per jo membranas. Nutekėjimo mechanizmai egzistuoja „visose gyvose ląstelėse“, ne tik vėžio ląstelėse.
Pavyzdžiui, žarnyno sienelėse esančiose ląstelėse yra daugybė baltymų, kurie perneša vaistus ir kitus kenksmingus agentus atgal į virškinamąjį traktą.
Išsamių tyrimų dėka mokslininkai dabar daug žino apie nutekėjimo mechanizmų ir baltymų transporterių vaidmenį vystant atsparumą vaistams nuo vėžio.
Vienas pirmųjų baltymų, kuriuos jie nustatė, buvo toks, kurį koduoja „Multi-Drug Resistance Gene 1“ (MDR1).
Tyrimai taip pat atskleidė, kad kai tam tikri organai tampa vėžiniai, pradeda reikštis jų audiniai MDR1 stipriau.
Vienas tyrimas visų pirma atskleidė, kad gydymas stipriu priešvėžiniu vaistu doksorubicinu labai padidino jo ekspresiją MDR1 vėžinėse ląstelėse, bet ne sveikose plaučių ląstelėse.
Ląstelių taikymas ir genų nutildymas
Todėl nors vaistas gali labai gerai naikinti vėžines ląsteles, jei ląstelės geriau jį išstumia, galiausiai vaistas nebus pakankamai ilgai ląstelėje, kad galėtų veikti.
Norėdami išspręsti šią problemą, vėžio tyrinėtojai ieško būdų, kaip išjungti genus, skatinančius vaistų nutekėjimą naviko ląstelėse.
Vienas iš ištakų siurblių išjungimo būdas yra genų nutildymo technika, vadinama RNR interferencija (RNR). Tam naudojamos molekulės, vadinamos RNR transkripcijos šablonais, kad trukdytų genų ekspresijai ląstelėse.
Tačiau norint, kad gydymas būtų veiksmingas, RNR transkripcijos šablonai turi būti išlaisvinti ląstelės kūno arba citoplazmos viduje. Antra, tai turi vykti tuo pačiu metu, kai tiekiamas vaistas, kuris naikina ląsteles. Trečia, sveikos ląstelės turi likti nepaliestos.
Naujoji DNR nanoplatforma atitinka visus tris reikalavimus - ji nukreipta būtent į vėžines ląsteles, tiekia priešvėžinius vaistus į jų vidų ir išjungia genus, kurie skatina jų ištekėjimo siurblius, kad suteiktų laiko vaistui veikti.
Komanda naudojo „DNR origami“ metodus, kad sukurtų platformą, apimančią visus komponentus, reikalingus šiems dalykams įvykti.
Naudodamiesi nusistovėjusiu požiūriu, mokslininkai gali sukurti DNR platformas, sudarytas iš paprastų ir sudėtingų molekulių formų, kurios yra pakankamai mažos, kad veiktų ląstelių lygiu.
Šiuo atveju komanda padarė paprastą struktūrą, kuri savaime susirenka į trikampę DNR nanoplatformą. Platformoje yra keletas svetainių, kurios gali susieti su įvairiais „funkciniais vienetais“.
„Nauja daugeliui vaistams atsparių navikų strategija“
Tyrėjai išbandė DNR platformos gebėjimą selektyviai pristatyti RNR transkripcijos šablonus ir chemoterapinį vaistą doksorubiciną pirmiausia ląstelių kultūrose, o tada pelėse, turinčiose daugeliui vaistų atsparių navikų.
Jie naudojo „du tiesinius mažų segtukų RNR transkripcijos šablonus“. Vienas jų rūpinosi genų nutildymu, kitas - ląstelių atpažinimu ir įterpimu.
Rezultatai parodė, kad „pritaikyta DNR platforma“ buvo labai veiksminga tiek selektyviai pristatant, tiek išleidžiant du daiktus. Tai taip pat lėmė labai selektyvų naviko žudymo greitį.
Komanda teigia, kad tyrimas parodo, kaip sukurti nanostruktūrą, kuri selektyviai teikia chemoterapiją vėžio ląstelėms, kartu slopindama atsparumą vaistams, naudodama genų nutildymą, nepakenkdama sveikam audiniui.
Jie siūlo, kad taip pat turėtų būti įmanoma pritaikyti DNR platformas naudoti įvairiuose gydymo būduose, keičiant taikinius, naudingąją apkrovą ir pristatymo strategijas.
Autoriai daro išvadą:
„Ši pritaikyta DNR nanoplatforma, apjungianti RNAi ir chemoterapiją, pateikia naują daugeliui vaistams atsparių navikų gydymo strategiją.“
