DNA origami fuld af potente kræftfremkaldende midler

En af de mest succesfulde teknikker til bekæmpelse af multilægemiddelresistens i kræftceller er nedregulering af de gener, der er ansvarlige for lægemiddelresistens. Kinesiske forskere har nu udviklet en nanoplatform, der selektivt leverer små hårnål-RNA-transkriptionsskabeloner og kemoterapeutika til multiresistente tumorer. En dødelig cocktail af gen-dæmpende elementer og kemoterapeutiske lægemidler dræber effektivt og selektivt celler, rapporterede de i journalen Angewandte Chemie . Nanoplatformen blev samlet ved hjælp af etablerede DNA origami -teknikker.

Multiresistente kræftceller fjerner ofte potente lægemidler fra cellen, før de kan blive effektive. Da der kendes flere gener for proteiner, der udfører dette job, forskere forsøger at blande sig på genekspressionsniveauet, hvilket er muligt med RNA -interferens (RNAi) teknikker:små RNAi -tråde kombineres med messenger -RNA og hæmmer transkription. Imidlertid, RNA -transkriptionsskabeloner skal leveres og frigives til cellens cytoplasma, og på samme tid, et potent stof skal være til stede for at dræbe cellen.

Baoquan Ding på National Center for Nanoscience and Technology, Beijing, Kina, og hans kolleger har nu designet og opbygget en platform, der indeholder alle ting, der er nødvendige for at trænge ind i tumorceller og frigive gen-dæmpende elementer og kemoterapeutiske lægemidler. De byggede platformen ved hjælp af DNA origami -teknikken, som tillader konstruktion af nanoserede DNA -objekter i flere, og endda meget komplicerede former. I dette tilfælde, forskerne konstruerede en relativt enkel DNA origami -struktur, som selvsamles til en trekantet nanoplatform med forskellige steder for at binde flere funktionelle enheder.

En af platformens nøglefunktioner var, at den kunne omfatte det hydrofobe potent stof doxorubicin (DOX), en cytostatika, der er særlig nyttig mod ondartede tumorer. Her, DOX blev ikke bundet til nanoplatformen ved nogen kovalent binding, men blev belastet på den gennem intercalation (hvilket er måden DOX fungerer på i cellen:den interkalerer til DNA, inhiberende transkription). I stedet, det, der var kovalent knyttet til platformen, var multiple gen-lyddæmpnings- og cellemålrettingsstedet, som bestod af to lineære små hårnål -RNA -transkriptionsskabeloner til RNAi og genterapi, en cellespecifik enhed til specifik genkendelse og indsættelse af tumorcellen, og en disulfidbinding, der skal spaltes af cellulær glutathion.

Forfatterne undersøgte deres multifunktionelle nanoplatform med et in vitro assay (på cellekulturer) og ved at administrere det til mus indeholdende multiresistente tumorer. De fandt både en høj og selektiv levering og frigivelse af DOX- og RNA -transkriptionsskabeloner, og en høj og selektiv tumordrabende effektivitet. Ud over, selve den multifunktionelle platform var ikke skadelig for mus; imidlertid, fyldt med medicin og leveringssteder, det var effektivt og dødeligt for multiresistente tumorer, forfatterne rapporterede.

Denne forskning viser, hvad der er muligt inden for kræftbehandling. Forskerne har designet en nanostruktur, der ikke kun specifikt retter sig mod kræftceller, reducerer dermed alvorlige bivirkninger ved kemoterapi, men bærer også et lægemiddel og alt, hvad der er nødvendigt for at undertrykke resistens i cellen, når stoffet frigives. Og selve platformen kan ændres; tilpasning til andre leveringsstrategier og andre terapeutiske komponenter er let mulig, ifølge forfatterne.