Kryptonit til kræftceller

(Phys.org) - Hvert tilgængeligt kræftmedicin er modtageligt for resistens, ifølge Mansoor Amiji, Fremstående professor og formand for Institut for Farmaceutiske Videnskaber. Tumorer vokser hurtigere end blodkar, så disse uregerlige cellemasser modtager meget lidt ilt og næringsstoffer, hvilket betyder, at de ved, hvordan de overlever under barske forhold. De laver miniaturepumper for aktivt at fjerne alt, der ikke tjener dem godt (som medicin), og de undgår alle de kontroller og balancer, der normalt opretholder sunde cellepopulationer.

Hver af disse supercellekræfter er kodet i kræftens DNA. I teorien, slukning af de rigtige gener ville slukke supermagterne, ifølge Amiji. En metode kaldet RNA -interferens gør præcis det. Ved at hæmme proteinproduktion af specifikke sektioner af DNA, såkaldt lille interfererende RNA, eller siRNA, kan lukke aktiviteten af ​​individuelle gener.

Men det er lettere sagt end gjort. SiRNA -molekylerne er utroligt finete molekyler, som Amiji sammenlignede med en kræsen husguest, der bare har brug for alt. "De er små, negativt ladet, og ekstremt labile, " han sagde, og de nedbrydes, hvis du ånder så meget som på dem i laboratoriet. Alle disse egenskaber gør det svært at få dem, hvor du vil have dem inde i kroppen.

I en nylig artikel i tidsskriftet Biomaterialer , Amiji og samarbejdspartnere på Novartis Institutes for Biomedical Research præsenterer et system, som de mener vil overvinde nogle af disse udfordringer. Ved at bruge deres ekspertise inden for målrettet lægemiddellevering, Amijis team udviklede et modulært system, der kan bruges til at levere siRNA og ethvert standardlægemiddel direkte til kræftcellerne og ingen andre steder. Dette arbejde er finansieret af National Cancer Institute's Alliance for Nanotechnology in Cancer Platform Partnership grant.

"Hvis vi virkelig vil tage modstand på hovedet, vi er nødt til at behandle det på en multifaktoriel måde, "sagde Amiji. Det nye modulsystem er netop det - en mangefacetteret tilgang, der samtidig adresserer kemotoksicitet og resistens, to af de sværeste udfordringer for kræftlægemiddeludviklere.

I forskningen, i spidsen for Amijis tidligere kandidatstuderende Shanthi Ganesh og nuværende forskningsassistent professor Arun Iyer, teamet oprettede et bibliotek med transportkomplekser, hver specialiseret til bestemte ejendomme. Nogle af komplekserne er gode til at transportere negativt ladede molekyler (som siRNA) gennem den negativt ladede cellemembran, som normalt afviser dem. Andre komplekser er gode til at opsluge hydrofobe lægemidler (som ikke opløses i vand), mens andre arbejder bedre med hydrofilt, eller
vandglade, "stoffer.

"Det er næsten som Lego -brikker, som du kan blande og matche for at skabe den rigtige samling til den rigtige type nyttelast, og derefter efterfølgende målrette mod det rigtige område af kroppen, hvor det skal leveres, "sagde Amiji.

Forsamlingerne opløser også molekyler, der får dem til at fungere som husduer i blodet, bærer deres meddelelser om cellulær ødelæggelse til kræftceller alene.

I denne forskning, Amijis team fokuserede på et molekyle kaldet hyaluronsyre, som mange kræftceller genkender via specialiserede receptorer på deres overflade. I laboratoriet, de var i stand til at designe systemer, der leverede lægemidler og siRNA direkte og udelukkende til kræftceller, hvor 100 procent af nyttelasten blev frigivet.

Men når de først testede processen i levende mus, de havde mindre succes. Det skyldes, at to faktorer, der hjælper med at sikre, at komplekserne når deres mål, ikke er et problem i petriskålen:VVS og instruktioner. Hvis de målrettede kræftceller har for få receptorer på deres overflade, komplekserne finder dem ikke i det relativt enorme organismesystem. Men selvom receptorekspression er høj, blodtilførslen skal også være høj i den levende mus, eller de vil ikke engang begynde deres rejse i første omgang.

Fremtidige forskere bliver nødt til at afbalancere disse faktorer, når de bruger teamets bibliotek til at udvikle bærere, der passer til bestemte lægemidler og kræftformer, Sagde Amiji. Men systemets modularitet gør det særligt velegnet til at håndtere en række unikke udfordringer. "Det giver os mulighed for at tilpasse dette system til den rigtige type tumor, "forklarede han.