'DNA origami' çoklu ilaca dirençli kanser hücrelerini ele alıyor
Gen terapisini kemoterapi ile birleştiren bir DNA aracı, çoklu ilaca dirençli kanser hücrelerini yenmenin umut verici yeni bir yolu olabilir.
Araç, kemoterapi ilaçlarını hedeflenen kanser hücrelerine taşıyabilen ve aynı zamanda hücrelerin ilaca dirençli genlerini susturabilen "özel bir DNA nanoplatformudur".
Teknik, Çin'in Pekin kentindeki Ulusal Nanobilim ve Teknoloji Merkezi'ndeki bilim adamlarının eseridir.
Dergide yeni bir makale Angewandte Chemie Uluslararası Sürümü Ekibin DNA nanoplatformlarını nasıl geliştirip test ettiğine dair ayrıntılı bir açıklama verir.
İlaç tedavileri, kanserli insanlar için hayatta kalma oranlarını ve yaşam kalitesini önemli ölçüde iyileştirmiştir.
Bununla birlikte, kanserin ilk başta tedaviye iyi yanıt verdiği, ancak daha sonra nüks ettiği veya ilaç direnci nedeniyle geri geldiği birçok vaka vardır.
İlaç akışı
Bilim adamları, kanserde ilaç direncini sağlayan veya destekleyen birkaç hücre mekanizması belirlediler.
Bunlardan biri, taşıyıcı proteinlerin ilaçları hücre gövdesinden zarlarından dışarı pompaladığı bir süreç olan "ilaç akışı" dır. Dışarı akma mekanizmaları sadece kanser hücrelerinde değil, "tüm canlı hücrelerde" mevcuttur.
Örneğin, bağırsak duvarlarındaki hücreler, ilaçları ve diğer zararlı maddeleri sindirim sistemine geri pompalayan bol miktarda taşıyıcı proteine sahiptir.
Kapsamlı araştırmalar sayesinde, bilim adamları artık kanserde ilaç direnci geliştirmede dışa akış mekanizmalarının ve taşıyıcı proteinlerin rolü hakkında çok şey biliyorlar.
Tanımladıkları ilk taşıyıcı proteinlerden biri, Çoklu İlaç Direnci Gen 1 (MDR1).
Çalışmalar ayrıca bazı organların kanserli hale geldiklerinde dokularının eksprese olmaya başladığını ortaya koymuştur MDR1 daha güçlü.
Özellikle bir çalışma, güçlü antikanser ilaç doksorubisin ile tedavinin, MDR1 kanserli hücrelerde, ancak akciğerin sağlıklı hücrelerinde değil.
Hücre hedefleme ve gen susturma
Bu nedenle, bir ilaç kanser hücrelerini öldürmede çok iyi olabilirken, hücreler onu dışarı atmakta daha iyi hale gelirse, sonuçta, ilaç hücre içinde etki gösterecek kadar uzun süre kalmayacaktır.
Bu sorunu çözmek için kanser araştırmacıları, tümör hücrelerinde ilaç akışını tetikleyen genleri kapatmanın yolları üzerinde çalışıyorlar.
Akıntı pompalarını kapatmak için bir yaklaşım, RNA interferansı (RNAi) adı verilen bir gen susturma tekniğidir. Bu, hücrelerdeki gen ifadesine müdahale etmek için RNA transkripsiyon şablonları adı verilen molekülleri kullanır.
Bununla birlikte, tedavinin etkili olabilmesi için, RNA transkripsiyon şablonlarının hücre gövdesi veya sitoplazma içinde salınması gerekir. İkincisi, bu, hücreleri öldüren ilacın verilmesi ile aynı anda gerçekleşmelidir. Üçüncüsü, sağlıklı hücreler dokunulmadan kalmalıdır.
Yeni DNA nanoplatform üç gereksinime de hitap ediyor - özellikle kanser hücrelerini hedefliyor, antikanser ilacı içlerine iletiyor ve ilaçların çalışması için zaman vermek için efluks pompalarını çalıştıran genleri kapatıyor.
Ekip, bunların gerçekleşmesi için gerekli tüm bileşenleri içeren bir platform oluşturmak için "DNA origami" tekniklerini kullandı.
Bilim adamları, köklü yaklaşımı kullanarak, hücre düzeyinde çalışacak kadar küçük, basit ve karmaşık moleküler şekiller içeren DNA platformları oluşturabilirler.
Bu durumda ekip, üçgen bir DNA nanoplatformunda kendi kendine birleşen basit bir yapı yaptı. Platformda, çeşitli "işlevsel birimlere" bağlanabilen birkaç site vardır.
"Çoklu ilaca dirençli tümörler için yeni strateji"
Araştırmacılar, DNA platformunun seçici olarak RNA transkripsiyon şablonlarını ve kemoterapi ilacı doksorubisini ilk önce hücre kültürlerinde ve daha sonra çoklu ilaca dirençli tümörleri olan farelerde verme yeteneğini test ettiler.
"İki doğrusal küçük firkete RNA transkripsiyon şablonu" kullandılar. Bunlardan biri gen susturma ile ilgilendi, diğeri ise hücre tanıma ve yerleştirmeyle ilgilendi.
Sonuçlar, "özel DNA platformunun" iki öğenin hem seçici sunumunda hem de serbest bırakılmasında çok etkili olduğunu gösterdi. Bu aynı zamanda oldukça seçici bir tümör öldürme oranıyla sonuçlandı.
Ekip, çalışmanın, kanser hücrelerine seçici olarak kemoterapi veren ve aynı zamanda sağlıklı dokuya zarar vermeden gen susturma kullanarak ilaç direncini baskılayan bir nano yapının nasıl oluşturulacağını gösterdiğini söylüyor.
Hedefleri, yükleri ve uygulama stratejilerini değiştirerek DNA platformlarını bir dizi tedavide kullanılmak üzere uyarlamanın mümkün olması gerektiğini öne sürüyorlar.
Yazarlar şu sonuca varıyor:
"RNAi tedavisi ile kemoterapiyi birleştiren bu özel DNA nanoplatformu, çoklu ilaca dirençli tümörlerin tedavisi için yeni bir strateji sağlıyor."
