ДНК оригами решает проблему раковых клеток с множественной лекарственной устойчивостью

ДНК оригами решает проблему раковых клеток с множественной лекарственной устойчивостью

«ДНК оригами» работает с раковыми клетками с множественной лекарственной устойчивостью.

Инструментом является «специализированная наноплатформа ДНК», которая может переносить химиотерапевтические препараты в целевые раковые клетки, одновременно заглушая гены лекарственной устойчивости клеток.

Методика разработана учеными Национального центра нанонауки и технологий в Пекине (Китай).

В недавней статье в журнале Angewandte Chemie International Edition дается подробный отчет о том, как команда разработала и протестировала наноплатформы ДНК.

Лекарства значительно улучшили показатели выживаемости и качества жизни людей с онкологическими заболеваниями.

Однако есть много случаев, когда рак сначала хорошо реагирует на лечение, но затем возвращается или возвращается из-за лекарственной устойчивости.

Сточные воды лекарственных средств

Ученые определили несколько клеточных механизмов, которые обеспечивают или стимулируют лекарственную устойчивость при раке.

Одним из них является «наркосбросок» — процесс, при котором белки-транспортеры выкачивают лекарства из клеточного организма через мембраны. Механизмы сбросов существуют «во всех живых клетках», а не только в раковых клетках.

Например, клетки в стенках кишечника содержат большое количество транспортерных белков, которые переносят наркотики и другие вредные вещества обратно в желудочно-кишечный тракт.

Благодаря обширным исследованиям ученые теперь много знают о роли механизмов стоков и транспортирующих белков в развитии лекарственной устойчивости при раке.

Одним из первых идентифицированных ими транспортерных белков был тот, который кодируется Мультинаркотическим геном сопротивления 1 (MDR1).

Исследования также показали, что когда некоторые органы становятся раковыми, их ткани начинают более интенсивно выражать МЛУ1.

Одно из исследований, в частности, показало, что лечение мощным противораковым препаратом доксорубицином значительно усиливает экспрессию МЛУ-1 в раковых клетках, но не здоровых клетках легких.

Клеточное нацеливание и генное замалчивание

Таким образом, хотя препарат может быть очень хорош в уничтожении раковых клеток, если клетки получают лучшее в изгнании, в конечном счете, препарат не будет находиться внутри клетки достаточно долго, чтобы вступить в силу.

Для решения этой проблемы исследователи рака работают над тем, чтобы отключить гены, которые являются источником наркотических выбросов в опухолевые клетки.

Одним из способов отключения насосов для сброса сточных вод является технология генного глушения, называемая интерференцией РНК (RNAi). Для этого используются молекулы, называемые шаблонами транскрипции РНК, которые препятствуют экспрессии генов в клетках.

Однако для того, чтобы лечение было эффективным, шаблоны транскрипции РНК должны быть высвобождены внутри клеточного тела или цитоплазмы. Во-вторых, это должно происходить одновременно с доставкой препарата, убивающего клетки. В-третьих, здоровые клетки должны оставаться нетронутыми.

Новая наноплатформа ДНК отвечает всем трем требованиям — она нацелена на раковые клетки, доставляет противораковый препарат внутрь организма и отключает гены, приводящие в действие сточные насосы, чтобы дать лекарству время для работы.

Команда использовала технику «ДНК оригами» для создания платформы, которая включает в себя все компоненты, необходимые для того, чтобы это произошло.

Используя хорошо зарекомендовавший себя подход, ученые могут создавать платформы ДНК, содержащие простые и сложные молекулярные формы, которые достаточно малы для работы на клеточном уровне.

В этом случае команда создала простую структуру, которая сама собирается в треугольную наноплатформу ДНК. Платформа имеет несколько сайтов, которые могут быть привязаны к различным «функциональным единицам».

«Новая стратегия борьбы с множественной лекарственной устойчивостью опухолей

Исследователи проверили способность платформы ДНК выборочно поставлять шаблоны транскрипции РНК и препарат химиотерапии доксорубицин сначала в клеточных культурах, а затем у мышей с мультирезистентными опухолями.

Они использовали «два линейных маленьких шаблона транскрипции РНК-шпильки». Один из них заботился о глушении генов, а другой — о распознавании и введении клеток.

Результаты показали, что «специализированная платформа ДНК» оказалась весьма эффективной как при селективной доставке, так и при выпуске этих двух предметов. Это также привело к высокоселективной смертности от опухолей.

По словам группы, исследование демонстрирует, как создать наноструктуру, обеспечивающую селективную химиотерапию раковых клеток и одновременно подавляющую лекарственную устойчивость с помощью генного глушения, не нанося вреда здоровой ткани.

Они предполагают, что должна быть также возможна адаптация платформ ДНК для использования в различных видах лечения путем изменения целей, полезной нагрузки и стратегий доставки.

Авторы приходят к выводу:

«Эта специализированная наноплатформа ДНК, сочетающая в себе РНК-терапию и химиотерапию, обеспечивает новую стратегию лечения множественных лекарственно-устойчивых опухолей».