Forskere opfinder ny RNA-nanoteknologi til at dekorere exosomer til effektiv kræftbehandling

En ny undersøgelse viser, at vedhæftning af antistoflignende RNA-nanopartikler til mikrovesikler kan levere effektive RNA-terapier såsom små interfererende RNA (siRNA) specifikt til kræftceller. Forskere brugte RNA-nanoteknologi til at anvende RNA-nanopartikler og kontrollere deres orientering for at producere mikroskopiske, terapibelastede ekstracellulære vesikler, der med succes målrettede tre typer kræft i dyremodeller.

Fundene, rapporteret i journalen Natur nanoteknologi , kan føre til en ny generation af kræftlægemidler, der bruger siRNA, microRNA og andre RNA-interferensteknologier.

Undersøgelsen blev ledet af forskere ved Ohio State's College of Pharmacy og ved Ohio State University Comprehensive Cancer Center - James Cancer Hospital og Solove Research Institute (OSUCCC - James).

"Terapier, der bruger siRNA- og RNA-interferensteknologier, er klar til at transformere kræftterapi, " siger hovedefterforskeren Peixuan Guo, PhD, Sylvan G. Frank Endowed Chair professor ved College of Pharmacy og medlem af OSUCCC - James Translational Therapeutics Program. "Men kliniske forsøg, der evaluerer disse midler, har fejlet den ene efter den anden på grund af manglende evne til at levere midlerne direkte til kræftceller i den menneskelige krop."

Guo bemærkede, at selv når midler nåede og trængte ind i kræftceller, de blev fanget i indre vesikler kaldet endosomer og gjort ineffektive.

"Vores resultater løser to store problemer, der hæmmer disse lovende anticancer-behandlinger:målrettet levering af vesiklerne til tumorceller og befrielse af det terapeutiske middel fra endosomfælderne, efter det er optaget af kræftceller. I denne undersøgelse, kræftsygdomme holdt op med at vokse efter systemisk injektion af disse partikler i dyremodeller med tumorer afledt af humane patienter." Guo siger. "Vi arbejder nu på at omsætte denne teknologi til kliniske anvendelser."

Guo og hans kolleger producerede ekstracellulære mikrovesikler (exosomer), der viser antistoflignende RNA-molekyler kaldet aptamerer, der binder med en overflademarkør, der er overudtrykt af hver af tre tumortyper:

• For at hæmme prostatacancer, vesikler blev designet til at binde til prostata-specifikt membranantigen (PSMA);
• For at hæmme brystkræft, vesikler blev designet til at binde til epidermal vækstfaktorreceptor (EGFR);
• For at hæmme et tyktarmskræfttransplantat af menneskelig oprindelse, vesikler blev designet til at binde til folatreceptorer.

Alle vesikler blev fyldt med et lille interfererende RNA til nedregulering af survivingenet som en testterapi. Survivin-genet hæmmer apoptose og er overudtrykt i mange kræfttyper.

Nøgleresultater omfatter:

• Vesikler rettet mod det prostataspecifikke membranantigen inhiberede fuldstændigt prostatacancervækst i en dyremodel uden observeret toksicitet.
• Vesikler rettet mod EGFR hæmmede brystkræftvækst i en dyremodel.
• Vesikler rettet mod folatreceptorer undertrykte signifikant tumorvækst af human patientafledt kolorektal cancer i en dyremodel.

"Samlet set, vores undersøgelse tyder på, at RNA-nanoteknologi kan bruges til at programmere naturlige ekstracellulære vesikler til levering af interfererende RNA'er specifikt til kræftceller, " siger Guo.