"ДНК-орігамі" вирішує мультирезистентні ракові клітини
Інструмент ДНК, що поєднує генну терапію з хіміотерапією, може стати новим перспективним способом перемогти стійкі до множинних ракових клітин.
Інструмент являє собою «спеціальну наноплатформу ДНК», яка може переносити хіміотерапевтичні препарати в цільові ракові клітини, одночасно приглушуючи гени стійкості ліків до клітин.
Ця техніка є роботою вчених Національного центру нанонаук та технологій у Пекіні, Китай.
Недавня стаття в журналі Angewandte Chemie International Edition дає детальний звіт про те, як команда розробляла та тестувала ДНК-наноплатформи.
Медикаментозне лікування значно покращило показники виживання та якості життя людей, хворих на рак.
Однак є багато випадків, коли рак спочатку добре реагує на лікування, але потім рецидивує або повертається через стійкість до ліків.
Витік наркотиків
Вчені виявили декілька клітинних механізмів, які забезпечують або сприяють стійкості до наркотиків при раку.
Одним з них є «витік ліків» - процес, при якому білки-транспортери відкачують ліки з клітинного тіла через його мембрани. Механізми витоку існують "у всіх живих клітинах", а не тільки в ракових клітинах.
Наприклад, клітини в стінках кишечника мають велику кількість білків-транспортерів, які відкачують ліки та інші шкідливі агенти назад у травний тракт.
Завдяки великим дослідженням вчені зараз знають багато про роль механізмів витоку та транспортерних білків у розвитку стійкості до ліків при раку.
Одним з перших білків-транспортерів, який вони ідентифікували, був кодований геном мультирезистентності 1 (MDR1).
Дослідження також виявили, що коли певні органи стають раковими, їх тканини починають експресувати MDR1 сильніше.
Одне з досліджень, зокрема, виявило, що лікування потужним протипухлинним препаратом доксорубіцином значно підвищувало експресію MDR1 в ракових клітинах, але не в здорових клітинах легені.
Націлювання на клітини та приглушення генів
Тому, хоча лікарський засіб може дуже добре вбивати ракові клітини, якщо клітини покращуються при його вигнанні, врешті-решт, препарат не буде знаходитися всередині клітини настільки довго, щоб набути чинності.
Для вирішення цієї проблеми дослідники раку працюють над способами вимкнення генів, що зумовлюють витікання наркотиків у пухлинні клітини.
Одним із підходів до відключення ефлюксних насосів є техніка приглушення генів, яка називається РНК-інтерференцією (RNAi). Для цього використовуються молекули, звані шаблонами транскрипції РНК, щоб перешкоджати експресії генів у клітинах.
Однак, щоб лікування було ефективним, шаблони транскрипції РНК повинні бути випущені всередині клітинного тіла або цитоплазми. По-друге, це має відбуватися одночасно з доставкою препарату, що вбиває клітини. І по-третє, здорові клітини повинні залишатися недоторканими.
Нова ДНК-наноплатформа відповідає усім трьом вимогам - вона конкретно націлена на ракові клітини, доставляє протираковий препарат до їх внутрішньої частини та вимикає гени, що керують їхніми ефлюксними насосами, щоб дати препарату час працювати.
Команда використовувала методи «ДНК-орігамі», щоб створити платформу, яка включає всі компоненти, необхідні для того, щоб ці речі відбувалися.
Використовуючи усталений підхід, вчені можуть створювати ДНК-платформи, що складаються з простих і складних молекулярних форм, які є досить маленькими для роботи на клітинному рівні.
У цьому випадку команда зробила просту структуру, яка самостійно збирається у трикутну наноплатформу ДНК. Платформа має кілька сайтів, які можуть прив’язуватись до різних „функціональних одиниць”.
«Нова стратегія для стійких до багатьох лікарських засобів пухлин»
Дослідники перевірили здатність ДНК-платформи вибірково доставляти шаблони транскрипції РНК та хіміотерапевтичний препарат доксорубіцин спочатку в культурах клітин, а потім у мишей з мультирезистентними пухлинами.
Вони використовували "два лінійних малих шаблони транскрипції РНК". Один з них подбав про приглушення генів, а другий - про розпізнавання та вставку клітин.
Результати показали, що «спеціальна платформа ДНК» була дуже ефективною як при селективній доставці, так і при випуску двох предметів. Це також призвело до високоселективної швидкості загибелі пухлини.
Команда каже, що дослідження демонструє, як створити наноструктуру, яка вибірково доставляє хіміотерапію до ракових клітин, одночасно пригнічуючи стійкість до лікарських засобів, використовуючи приглушення генів без шкоди для здорових тканин.
Вони припускають, що також повинна бути можливість адаптувати ДНК-платформи для використання в цілому ряді процедур шляхом зміни цілей, корисного навантаження та стратегій доставки.
Автори роблять висновок:
"Ця спеціальна наноплатформа ДНК, яка поєднує терапію RNAi та хіміотерапію, забезпечує нову стратегію лікування багаторезистентних пухлин".
