Kandidatstuderende opfinder nyt kræfttilførselsmiddel

(Phys.org)—Sean Hemp fra Raleigh, N.C., en ph.d. studerende i kemi på College of Science, hjælper med at opfinde nye terapier, der er målrettet mod genetisk sygdom og kræft.

Arbejder med Timothy Long, professor i kemi ved College of Science og en del af Virginia Tech Center for Drug Discovery, Hamp skaber polymerer til at levere nukleinsyre - de molekyler, der bærer genetisk information i DNA og RNA.

"Sean er et eksempel på en ægte opfinder. Han har en uhæmmet passion kombineret med skarpt intellekt og smittende nysgerrighed, "sagde Long.

Det er svært at levere fremmed DNA og RNA til kroppen, men kan tjene flere sundhedsmæssige fordele, især i tilfælde af genetisk sygdom og kræft, ifølge hamp. Effektiv optagelse af nukleinsyrer muliggør levering af genetisk kode, der kan korrigere funktionssvigt DNA eller eliminere muterende celler, såsom kræft.

"Kroppens naturlige forsvarssystem opdager hurtigt nøgent DNA eller RNA og eliminerer dem, "sagde hamp." Polymerer er en vigtig del af levering af nukleinsyren og målrettet kun mod kræftceller. "

Samarbejde med en lokal biotekvirksomhed, Techulon, Hamp udvikler en phosphoniumbaseret polymer til levering af nukleinsyre. Phosphoniumgrupper er positivt ladede, og nukleinsyrerne er negativt ladede, så de to binder sig elektrostatisk til at producere en nanopartikel. Denne proces skaber en kapsel, hvori nukleinsyren er beskyttet af polymeren. Efter denne binding finder sted, nanopartiklen forbliver positivt ladet, hvilket gør det mere sandsynligt for cellulær optagelse, da cellevæggen er negativ.

Imidlertid, en stor udfordring ved levering af lægemidler er at undgå skader på raske celler.

"De fleste kræftbehandlinger er ret vilkårlige. De skader alle celler, ikke kun kræftceller. Det er derfor, en person, der gennemgår kemoterapi, kan miste deres hår, "sagde hamp." Tilføjelsen af ​​målgrupper til nanopartiklerne muliggør selektiv behandling af kræftceller frem for raske celler. "

Kræftens hurtige vækst gør den sårbar. De hurtigt voksende celler har brug for næringsstoffer og inddragelse af disse næringsstoffer som en del af den våbenbaserede nanopartikel gør det muligt for forskere som Hamp kun at målrette mod kræftceller.

I forsøgsstudier, Hamps team har kunnet vise, at phosphoniumpolymeren med succes leverer nukleinsyre i et reagensglas. Arbejder med Techulon, han oversætter denne viden til anvendelse ved at forberede den polymer til in vivo brug.

Hamp har medforfatter til to artikler, der understøtter disse fund i Biomakromolekyler tidsskrift:"Phosphonium-holdige diblok-copolymerer til forbedret kolloid stabilitet og effektiv nukleinsyrelevering" og "Phosphonium-holdige polyelektrolytter til ikke-viral genlevering."

"Håbet er at skabe polymeren. Når først lægemiddelleveringsmidlet er der, forskere kan ændre nukleinsyren og specifikt skræddersy den til den kræftform, de behandler, " sagde hamp.

"Sean vil helt sikkert opfinde fremtiden, "Long sagde." Hans opdagelser i siRNA-levering med serumstabile vektorer giver chancen for at forstå kræftbehandling ved hjælp af en hidtil uset fosforholdig molekylstruktur. "