Aptamery DNA dodávající léky poskytují dvojí účinek proti kmenovým buňkám leukémie

Aptamery DNA dodávající léky poskytují dvojí účinek proti kmenovým buňkám leukémie

DNA aptamery obsahující DNA nesoucí léčivo dokážou leukémii dodat dva až dva údery přesným zacílením na nepolapitelné rakovinné kmenové buňky, které rakovinu rozsévají, hlásí vědci z University of Illinois Urbana-Champaign.

Aptamery - krátké, jednovláknové úryvky DNA, které mohou vytvářet molekuly jako větší protilátky - nejenže dodávají léky na rakovinu, ale samy jsou toxické pro kmenové buňky rakoviny, uvedli vědci.

Vědci pod vedením Xinga Wanga, profesora bioinženýrství a chemie U. of I. of I., zdokumentovali svá zjištění v časopisePokročilé funkční materiály.

Tato práce ukazuje způsob, jak se dostat ke kořenům leukémie. Cílená léčba rakoviny má často problémy s toxicitou nebo účinností. Naše aptamery specificky vyhledávají tyto kmenové buňky a účinně je zabíjejí. “

Xing Wang, U. of I. Profesor bioinženýrství a chemie

Na leukémii a další rakoviny krve je obtížnější zaměřit se než na rakoviny, které produkují lokalizované nádory, protože rakovinné buňky cirkulují po celém těle a nelze je chirurgicky odstranit, řekl postdoktorand Abhisek Dwivedy, první autor článku. Leukémie má vysokou míru relapsů kvůli jejímu úniku z kmenových buněk. Ačkoli tvoří nepatrný zlomek rakovinných buněk, kmenové buňky leukémie mohou být eliminovány chemoterapií ústupem do kostní dřeně, protože sdílejí markery a vlastnosti, řekl Dwivedy. Rakovinové buňky mohou někdy číhat roky a později se množit a migrovat.

"Je důležité, abychom leukémii, lymfom nebo jiné rakoviny krve, na které se skutečně zaměřujeme, a eliminovali tyto kmenové buňky, protože dokud nějaké zůstanou, mohou způsobit relaps a sekundární rakoviny," řekl Dwivedy.

Vědci nejprve vytvořili DNA aptamery, které hledají markery nalezené na povrchu kmenových buněk akutní myeloidní leukémie. Chtěli se konkrétně zaměřit nejen na rakovinu, ale také na kmenové buňky.

"Jedna velká věc, kterou jsme v této studii ukázali, je, že dva cíle jsou z hlediska selektivity lepší než jeden," řekl Wang. "Jsou známé konjugáty protilátka-lék pro rakovinu krve, které se zaměřují na marker, ale tento marker se také nachází v mnoha zdravých buňkách. Konjugáty protilátek jsou tedy hodně toxické. Použili jsme však dva cíle: kombinaci, která se běžně vyskytuje v buňkách rakoviny leukémie a kmenových buňkách leukémie. Tyto dva dohromady dávají velmi specifický cíl."

Vědci poté spojili své aptamery s lékem proti leukémii daunorubicinem. Aptamery naplněné léčivem přenášejí léčivo do svého cíle a uvolňují léčivo, jakmile je uvnitř buňky, aby léčivo nabylo účinku.

"To je zvláště důležité pro léky, jako je daunorubicin, protože samotný lék nemůže snadno projít buněčnou membránou. Ale aptamery je mohou přenášet," řekl Dwivedy.

Vědci testovali aptamery dodávající léky na leukemických buněčných kulturách a na živých myších s leukémií.

Po 72 hodinách samotný aptamer zredukoval rakovinné buňky v kultuře o 40 procent, což dokazuje toxicitu aptameru na rakovinu, hlásí vědci. Když aptamery nesly lék proti leukémii, buňky byly vymazány dávkou 500krát menší, než je standardní dávka léku. U myší s leukémií podávání léku prostřednictvím aptameru poskytlo stejnou účinnost v dávce desetkrát menší, než je klinický standard, a ukázalo, že jeden až dva údery aptameru a léku jsou účinnější než kterýkoli z nich samotný.

"Bylo to pro nás vzrušující, protože ve výzkumu rakoviny to, co vidíme in vitro, není vždy to, co vidíme v těle. Přesto jsme viděli vynikající přežití a redukci nádorů u myší léčených našimi konjugáty aptamer-lék v desetině terapeutické dávky a bez nežádoucích účinků," řekl Wang.

Vědci uvedli, že doufají, že rozšíří svou sadu aptamerů dodávajících léky identifikací klíčových kombinací značek pro jiné druhy rakoviny a navázáním aptamerů na jiné léky.

"Každá rakovinná buňka má podpis ve svých povrchových biomarkerech. Pokud dokážeme najít markery, které jsou jedinečně přítomné v rakovinných buňkách, můžeme se zaměřit i na jiné druhy rakoviny. Podle mých zkušeností je také mnohem snazší kombinovat lék s molekulami DNA než proteiny, takže to otevírá možnosti pro další šíření léků tímto způsobem," řekl Dwivedy.

Tuto práci podpořily National Institutes of Health a National Science Foundation. Wang je přidružen k Cancer Center v Illinois, Carl R. Woese Institute for Genomic Biology a Holonyak Micro and Nanotechnology Lab v U. of I.

Zdroje: