'DNA origami' bori se protiv stanica raka otpornih na više lijekova
DNA alat koji kombinira gensku terapiju s kemoterapijom mogao bi biti obećavajući novi način za pobjedu stanica raka otpornih na više lijekova.
Alat je "prilagođena nanoplatforma DNA" koja može nositi kemoterapijske lijekove u ciljane stanice raka, a istovremeno utišati gene gena otpornosti na lijekove.
Tehnika je djelo znanstvenika iz Nacionalnog centra za nanoznanost i tehnologiju u Pekingu u Kini.
Nedavni rad u časopisu Angewandte Chemie International Edition daje detaljan prikaz kako je tim razvio i testirao DNA nanoplatforme.
Liječenje lijekovima značajno je poboljšalo stope preživljavanja i kvalitetu života ljudi s rakom.
Međutim, postoje mnogi slučajevi u kojima rak u početku dobro reagira na liječenje, no zatim se recidivira ili se vrati zbog rezistencije na lijek.
Izljev lijeka
Znanstvenici su identificirali nekoliko staničnih mehanizama koji omogućuju ili promiču otpornost na lijekove u raku.
Jedan od njih je "izljev lijekova", postupak u kojem proteini transporteri ispumpavaju lijekove iz staničnog tijela kroz njegove membrane. Mehanizmi istjecanja postoje "u svim živim stanicama", a ne samo u stanicama raka.
Na primjer, stanice u zidovima crijeva imaju obilje proteina-transportera koji pumpaju lijekove i druga štetna sredstva natrag prema probavnom traktu.
Zahvaljujući opsežnim istraživanjima, znanstvenici sada znaju mnogo o ulozi mehanizama istjecanja i proteina-transportera u razvoju rezistencije na lijekove u raku.
Jedan od prvih prijenosnih proteina koji su identificirali bio je onaj koji je kodiran od gena rezistencije na više lijekova (MDR1).
Studije su također otkrile da kada određeni organi postanu kancerogeni, njihova tkiva počinju izražavati MDR1 jače.
Jedna je studija posebno otkrila da je liječenje snažnim lijekom protiv raka doksorubicinom uvelike povećalo ekspresiju MDR1 u stanicama raka, ali ne i zdravim stanicama pluća.
Ciljanje stanica i utišavanje gena
Stoga, iako lijek može biti vrlo dobar u ubijanju stanica karcinoma, ako stanice postanu bolji u izbacivanju, lijek na kraju neće biti dovoljno dugo da djeluje u stanici.
Kako bi se uhvatili u koštac s tim problemom, istraživači raka rade na načinima za isključivanje gena koji potiču izljev lijekova u tumorske stanice.
Jedan od načina isključivanja crpki za istjecanje je tehnika prigušivanja gena koja se naziva RNA interferencija (RNAi). To koristi molekule zvane predloške transkripcije RNA da ometaju ekspresiju gena u stanicama.
Međutim, da bi liječenje bilo učinkovito, predlošci za transkripciju RNA moraju se otpustiti unutar staničnog tijela ili citoplazme. Drugo, to se mora odvijati istodobno s isporukom lijeka koji ubija stanice. I treće, zdrave stanice moraju ostati netaknute.
Nova nanoplatforma DNA odnosi se na sva tri zahtjeva - posebno cilja stanice raka, isporučuje lijek protiv raka u njihovu unutrašnjost i isključuje gene koji pokreću njihove ispusne pumpe kako bi lijek imao vremena za rad.
Tim je pomoću tehnika "DNA origami" stvorio platformu koja uključuje sve komponente potrebne da se te stvari dogode.
Koristeći se dobro uspostavljenim pristupom, znanstvenici mogu stvoriti DNA platforme koje se sastoje od jednostavnih i složenih molekularnih oblika koji su dovoljno mali da rade na staničnoj razini.
U ovom je slučaju tim napravio jednostavnu strukturu koja se samostalno sastavlja u trokutastu nanoplatformu DNA. Platforma ima nekoliko web mjesta koja se mogu vezati za razne "funkcionalne jedinice".
'Nova strategija za tumore otporne na više lijekova'
Istraživači su testirali sposobnost DNA platforme da selektivno isporučuje predloške za transkripciju RNA i kemoterapijski lijek doksorubicin prvo u staničnim kulturama, a zatim kod miševa s tumorima otpornim na više lijekova.
Koristili su "dva linearna predloška za transkripciju RNA s malim ukosnicama". Jedan od njih brinuo se za utišavanje gena, a drugi za prepoznavanje i umetanje stanica.
Rezultati su pokazali da je „prilagođena DNA platforma“ bila vrlo učinkovita i u selektivnoj isporuci i u oslobađanju dvaju predmeta. To je također rezultiralo visoko selektivnom stopom ubijanja tumora.
Tim kaže da studija pokazuje kako stvoriti nanostrukturu koja selektivno isporučuje kemoterapiju do stanica raka, istodobno suzbijajući rezistenciju na lijekove pomoću utišavanja gena bez štete zdravom tkivu.
Oni sugeriraju da bi također trebalo biti moguće prilagoditi DNA platforme za upotrebu u nizu tretmana mijenjanjem ciljeva, korisnog tereta i strategija isporuke.
Autori zaključuju:
"Ova prilagođena nanoplatforma DNA, koja kombinira RNAi terapiju i kemoterapiju, pruža novu strategiju za liječenje tumora otpornih na više lijekova."
