Наноструктуры на основе нуклеиновой кислоты в целевые раковые клетки

Более века назад немецкий лауреат Нобелевской премии Пол Эрлих популяризировал концепцию «волшебной пули» – метод, который в будущем могут использовать клиницисты для нацеливания вторгшихся микробов, не повреждая другие части тела. Хотя химиотерапия была очень полезна в качестве целевого лечения рака, нежелательные побочные эффекты по-прежнему беспокоят пациентов. В настоящее время ученые из Университета Миссури показали, что специализированные наноструктуры на основе нуклеиновой кислоты могут использоваться для нацеливания на раковые клетки, в то время как обезболивающие нормальные клетки.

Дэвид Порциани и его команда продемонстрировали, что специализированные наноструктуры на основе нуклеиновой кислоты могут использоваться для нацеливания раковых клеток в обход нормальных клеток. (Image credit: Erica Overfelt, Bond Life Sciences Center)

Большинство терапевтических препаратов не способны отличить раковые клетки от здоровых клеток. Они убивают обе популяции клеток (здоровые и злокачественные), и лечение может иметь более сильные побочные эффекты, чем сам рак в краткосрочной перспективе. Мы разрабатываем «умные» молекулы, которые могут связываться с рецепторами, которые обнаруживаются на поверхности раковых клеток, что представляет собой сигнатуру рака. Идея состоит в том, чтобы использовать эти умные молекулы в качестве транспортных средств для доставки химиотерапевтических препаратов или диагностики.

Дэвид Порциани, постдокторант, MU Bond Life Sciences Center

Используя молекулярный процесс, который имитирует чрезвычайно ускоренную форму естественной эволюции, Porciani и его команда искали нуклеиновые кислоты-лиганды или аптамеры. Благодаря их трехмерным структурам аптамеры могут быть обучены связыванию с определенными молекулами-мишенями с высокой аффинностью и селективностью. Когда мишень является ассоциированным с раком рецептором, эти аптамеры могут быть использованы в качестве молекулярных инструментов для распознавания определенно пораженных клеток.

Затем исследователи «загрузили» аптамеры большими флуоресцентными РНК, генерирующими нуклеинокислотные наноструктуры. При инкубации с раком-мишенью и клетками, не являющимися мишенями, только злокачественные клетки освещались наноструктурой, обнаруживая, что структуры должным образом связаны с их запланированными целями.

Следующие шаги для наших исследований – доказать, что эти аптамеры могут быть загружены терапевтическими молекулами, которые специально нацелены и лечат раковые клетки, оставляя нормальные ткани нетронутыми. . Хотя аптамеры были доказаны в прошлом как инструменты для доставки небольших лекарств, наш метод открывает путь для доставки еще больших и потенциально более мощных лекарств на основе РНК, возможно создающих эту «магическую пулю», которую Эрлих описал в прошлый век.

Дэвид Порциани, Постдоктор F MU Bond Life Sciences Center

Это исследование демонстрирует силу трансляционной прецизионной медицины и потенциал предлагаемого комплекса трансляционной прецизионной медицины (TPMC) в Университете Миссури. TPMC пригласит вместе отраслевых партнеров, несколько школ и колледжей в университетский городок, а также государство и федеральное правительство, чтобы обеспечить точность и индивидуальную медицину. Научный прогресс, достигнутый в MU, будет эффективно преобразован в новые устройства, лекарства и методы лечения, которые обеспечивают индивидуальный уход за пациентами на основе генов, образа жизни и окружающей среды человека, со временем улучшая здоровье и комфорт людей.

Исследование «Модульная клеточно-интернализирующая наноструктура аптамера обеспечивает целенаправленную доставку больших функциональных РНК в линии раковых клеток», недавно была опубликована в Nature Communications. Финансирование осуществлялось Национальными институтами здравоохранения (гранты R01A107-4389 и R21AI21938).

Source link