En DNA-baseret nanogel til målrettet kemoterapi

Nuværende kemoterapi regimer bremser kræftens udvikling og redder liv, men disse kraftfulde lægemidler påvirker både raske og kræftceller. Nu, forskere, der rapporterer i ACS' Nano bogstaver har designet DNA-baserede nanogeler, der kun nedbryder og frigiver deres kemoterapeutiske indhold i kræftceller, minimere virkningerne på normale og potentielt eliminere smertefulde og ubehagelige bivirkninger.

Når det er indtaget eller injiceret, kemoterapi medicin bevæger sig i hele kroppen, vilkårligt påvirker sunde celler sammen med dem, der er ansvarlige for sygdom. Da mange af disse lægemidler er giftige for alle celler, den ønskede tumorsvind kan være ledsaget af uønskede bivirkninger, såsom hårtab, mave-tarmproblemer og træthed. Nanogeler lavet af DNA er en måde, hvorpå disse lægemidler kan leveres, men de ville stadig komme ind i alle celler. Tianhu Li, Teck-Peng Loh og kolleger ræsonnerede, at biomarkører - proteiner eller andre komponenter, der er til stede i forskellige mængder i kræftceller og deres sunde modstykker - kunne spille en rolle i at nedbryde en nanogel, får det til kun at frigive sit indhold hos dem, der er kræftfremkaldende. En biomarkør kaldet FEN1, et reparationsenzym, der skærer visse typer DNA, er til stede i større mængder i kræftceller sammenlignet med raske. Forskerne ville se, om de kunne designe en DNA-nanogel, der specifikt ville blive nedbrudt i kræftceller af FEN1.

At lave DNA-nanogeler, forskerne brugte specielle DNA-strukturer, som FEN1 kunne genkende og skære. Med cellefri systemer, forskerne observerede, at de DNA-baserede nanogeler blev nedbrudt af FEN1, men ikke af andre DNA-reparationsenzymer eller forbindelser. Når levende celler blev inkuberet med de DNA-baserede nanogeler, raske havde ikke nok FEN1 til at nedbryde dem, men det gjorde kræftceller. Når de kemoterapeutiske lægemidler doxorubicin og vinorelbin blev inkorporeret i nanogelen, humane brystkræftceller døde med højere hastigheder end normalt, sunde brystceller.

Disse resultater indikerer, at DNA-baserede nanogeler kan introducere lægemidler i kræftceller med en høj specificitet, mindske risikoen for bivirkninger. Forskerne siger, at nanogelerne også kunne bruges som prober for biomarkørenzymet, hjælpe læger mere direkte med at diagnosticere kræft sammenlignet med nuværende metoder.