Forskning viser, at gensplejsede vesikler bedre målretter mod kræftceller

To uheldige fakta om kemoterapi:Det kan skade sunde celler såvel som kræftceller, og mange terapeutiske mål forbliver inden for kræftceller, hvilket gør dem sværere at nå.

Binghamton Universitys biomedicinske ingeniører er blandt dem, der forsker i brugen af ​​celle-afledte nanovesikler til at levere terapeutiske midler til det indre af kræftceller med bedre nøjagtighed og effektivitet. De små sække med proteiner, lipider og RNA, som celler udskiller som en metode til intercellulær kommunikation, kunne modificeres til at bære medicin.

"Disse nanobærere har nogle fremragende egenskaber," sagde Yuan Wan, en assisterende professor ved Thomas J. Watson College of Engineering and Applied Science's Department of Biomedical Engineering. "For eksempel kan de høstes fra menneskelige cellestammer, så immunresponset er meget lavt. Det giver mulighed for optimal biokompatibilitet, så de unddrager sig immunclearance og har en forlænget blodhalveringstid. Tiden for cirkulation rundt i kroppen er måske 45 sekunder, så de lægemiddelfyldte nanovesikler kan sikkert rejse til tumorerne mange gange, og stofferne har flere chancer for at blive optaget af kræftceller sammenlignet med lægemidler, der frit indføres i kroppen.

"Store mængder af indkapslede lægemidler kan godt beskyttes og tilbageholdes af nanovesiklernes lipidmembraner. Når først kræftceller optager disse nanovesikler, dræber høje lægemiddelkoncentrationer i tumormikromiljøet effektivt kræftceller. Til sammenligning kan frie lægemidler diffundere hurtigt og derefter renses Kun en meget lille mængde lægemidler når tumorerne, hvilket gør behandlingens effektivitet meget lav. Du kan øge dosis, men en højere dosis resulterer også i høj systematisk toksicitet

I deres nye undersøgelse, offentliggjort i Nature Communications , eksperimenterede Binghamton-teamet med målretningsdele og konstruerede virale fusogener, som er proteiner, der letter cancermålretning og fusionen af ​​cellemembraner.

Ved at identificere overudtrykte eller cancerspecifikke antigener, der forekommer i ondartede celler, og ved at bruge målrettede dele og fusogen co-udstyrede nanovesikler, injiceres indkapslede lægemidler i cancerceller, mens sunde celler efterlades alene.

"Folk bruger i vid udstrækning nanobærere kendt som polymer-dekorerede liposomer, og de er allerede godkendt af FDA," sagde Wan. "Men de er ikke perfekte, fordi de ikke har nogen kræftmålrettet effekt og kan have meget alvorlige immunogenicitetsproblemer [udløser et respons fra immunsystemet]."

I 2021 foretog Wan forskning for at teste plasma-afledte ekstracellulære vesikler for at diagnosticere, om solitære lungeknuder fundet i menneskelige lunger er godartede eller ondartede. Andre metoder til at bestemme malignitet tager enten for lang tid eller er mere invasive.

Ved at udnytte denne viden udnytter denne aktuelle, men separate forskning nanovesikler, så de virker for os og er specifikke i, hvad de påvirker. Ideelt set kunne læger forberede disse målrettede dele og fusogen co-udstyrede nanovesikler til brug i sikrere vaccinelevering og genteknologi.

Med hensyn til det næste, sagde Wan:"Vi er nødt til at vise deres behandlingseffektivitet i store dyremodeller og demonstrere, at vi ikke har brug for en stor mængde af disse vesikler, fordi vi vil have membranfusionsfunktionen. Hvis du sænker antallet af vesikler og medicin, du har brug for, sænker du omkostningerne ved behandlingen og bivirkningerne."

Flere oplysninger: Lixue Wang et al., Bioinspireret konstruktion af fusogen- og målgruppeudstyrede nanovesikler, Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-39181-2

Journaloplysninger: Nature Communications

Leveret af Binghamton University