Наночастицы, используемые при транспортировке противораковых агентов к клеткам

Наночастицы, используемые при транспортировке противораковых агентов к клеткам

Shutterstock.com/fusebulb

Исследования стратегий по поиску способов предотвращения, лечения и даже лечения рака ведутся на протяжении веков, например, дымовая сажа была определена как причина еще в 18 годах века.

С тех пор стали известны другие источники, вызывающие рак, такие как курение, диета и образ жизни. Однако трудность не всегда заключалась в определении причин или симптомов этого распространенного заболевания, а скорее в том, что идеальные методы лечения и излечения, необходимые для искоренения болезни, оказываются несколько неуловимыми.

Хотя лучевая терапия и химиотерапия были разработаны и усовершенствованы с начала 1900-х годов и до наших дней, спасая бесчисленное количество жизней с момента их появления, они все еще могут оказаться неприятными процессами для пациентов и зачастую чрезвычайно агрессивными. Таким образом, в исследовательских лабораториях и медицинских учреждениях по всему миру предстоит еще многое сделать в поисках новых и идеализированных методов лечения.

В последние годы ученые, ищущие новые методы лечения рака, заинтересовались небольшой взаимодействующей рибонуклеиновой кислотой (siRNA), которая представляет собой двухцепочечные противораковые молекулы.

Тем не менее, было доказано, что перенос агента в раковые клетки является проблемой, так как известно, что этот агент разрушает защитные свойства природных клеток из-за нестабильности молекул siRNA. Тем не менее, исследователи и ученые хорошо знают о потенциале, которым обладает противораковый агент, и его способность препятствовать сверхэкспрессирующим генам, стимулирующим рак, и работают над тем, чтобы найти решения для доставки миРНК в раковые клетки.

Исследования, проводимые в Кембриджском университете, возможно, нашли решение, необходимое для преодоления вышеупомянутых проблем. Руководит командой доктор Дэвид Файрен-Хименес из Департамента химической инженерии и биотехнологии в Кембридже, который считает, что исследование представляет собой прогрессивное использование наночастиц для создания технологии, которая может доставлять миРНК в раковые клетки. Эти наночастицы, известные как металлоорганические каркасы (MOF), преодолевают проблему разрушения перед доставкой противоракового агента, поскольку они разрушаются только один раз внутри раковой клетки.

Наночастицы MOF представляют собой трехмерные соединения, способные к самосборке, поскольку они объединяют органические и металлические строительные блоки. Используя передовые вычислительные системы в лаборатории, доктор Файрен-Хименес и его команда провели моделирование для разработки MOF, который идеально подходил бы для переноса молекул siRNA в раковых клетках и который также разрушался бы при родах.

С помощью традиционной терапии рака, если вы разрабатываете новые лекарства для лечения системы, они могут иметь различное поведение, геометрию, размеры, и поэтому вам потребуется MOF, оптимальная для каждого из этих отдельных препаратов. Но для миРНК, как только вы разработаете один полезный MOF, вы в принципе можете использовать его для ряда различных последовательностей миРНК, для лечения различных заболеваний.

Др. Fairen-Хименес

Кроме того, наночастицы MOF, разработанные командой из Кембриджа, смогли обойти проблему захвата эндосомами, которая в противном случае препятствовала бы действию агента siRNA на пути к раковым клеткам. Это типичное узкое место, с которым сталкиваются исследователи, когда исследуют новые методы доставки лекарств, вызванные естественными защитными механизмами, чтобы остановить любые посторонние агенты в системе. Доктор Файрен-Хименес и его команда добавили другие элементы в MOF, чтобы агент siRNA достиг своей цели, поскольку они противодействовали захвату эндосом до 27% времени.

С более чем 84 000 структур MOF, найденных в базе данных структур Кембриджа, и 1000 новых структур, которые в настоящее время публикуются каждый месяц, их уникальные свойства могут быть точно настроены для конкретных задач и целей. Обладая способностью влиять на токсичность и стабильность siРНК, несущей MOF, ученые могут обходить побочные эффекты, которые могут быть потенциально вредными.

«Один из вопросов, который нам часто задают, это« почему вы хотите использовать металлоорганическую основу для здравоохранения? » потому что присутствуют металлы, которые могут звучать вредно для организма », – сказал доктор Файрен-Хименес. Помимо предоставления некоторых многообещающих ответов на такие проблемы, команда также считает, что система достаточно универсальна, чтобы доставлять сразу несколько лекарств, открывая дверь для комбинированной терапии в сочетании с этим методом.

Итак, то, чего достигла команда из Кембриджа, – это не что иное, как потенциальная новаторская платформа, способная доставлять агенты миРНК в раковые клетки, что может стать гигантским скачком в методах лечения рака. Частично это связано с тем, что наночастицы MOF могут быть модифицированы для динамического диапазона молекулярных последовательностей siRNA, а также для целевого ряда различных генов для множественной терапии.

Мы сосредоточены на таких сложных заболеваниях, как трудно поддающиеся лечению раковые заболевания, для которых не было никакого улучшения в лечении в течение последних 20 лет. Нам нужно что-то, что может предложить решение; просто дополнительные годы жизни будут приветствоваться.

Д-р. Fairen-Хименес

Source link