Lääke-DNA-aptameerit tarjoavat kaksinkertaisen vaikutuksen leukemian kantasoluja vastaan

Lääke-DNA-aptameerit tarjoavat kaksinkertaisen vaikutuksen leukemian kantasoluja vastaan

Lääkkeitä kuljettavaa DNA:ta sisältävät DNA-aptameerit voivat tehostaa leukemiaa kohdentamalla tarkasti syöpää synnyttävät vaikeasti havaittavat syövän kantasolut, Illinoisin yliopiston Urbana-Champaignin tutkijat raportoivat.

Aptameerit - lyhyet, yksijuosteiset DNA-katkelmat, jotka voivat tehdä molekyylejä, kuten suurempia vasta-aineita - eivät vain toimita syöpälääkkeitä, vaan ovat itse myrkyllisiä syövän kantasoluille, tutkijat sanoivat.

Biotekniikan ja kemian professorin Xing Wangin johdolla tutkijat dokumentoivat havaintonsa lehdessäEdistykselliset toiminnalliset materiaalit.

Tämä työ näyttää tavan päästä leukemian juureen. Kohdennettuilla syöpähoidoilla on usein myrkyllisyyteen tai tehokkuuteen liittyviä ongelmia. Aptameerimme etsivät erityisesti näitä kantasoluja ja tappavat ne tehokkaasti. "

Xing Wang, U. of I. Biotekniikan ja kemian professori

Leukemiaa ja muita verisyöpiä on vaikeampi kohdistaa kuin syöpiä, jotka tuottavat paikallisia kasvaimia, koska syöpäsolut kiertävät koko kehossa eikä niitä voida poistaa kirurgisesti, sanoi tutkijatohtori Abhisek Dwivedy, paperin ensimmäinen kirjoittaja. Leukemialla on korkea uusiutumisaste, koska se pakenee kantasoluista. Vaikka ne muodostavat pienen osan syöpäsoluista, leukemian kantasolut voidaan eliminoida kemoterapialla vetäytymällä luuytimeen, koska niillä on yhteisiä merkkiaineita ja ominaisuuksia, Dwivedy sanoi. Syöpäsolut voivat joskus väijyä vuosia ja myöhemmin lisääntyä ja vaeltaa.

"On tärkeää, että leukemia, lymfooma tai muut verisyövät, joihin todella kohdistamme, ja poistavat nämä kantasolut, koska niin kauan kuin niitä on jäljellä, ne voivat aiheuttaa uusiutumista ja sekundaarisia syöpiä", Dwivedy sanoi.

Tutkijat loivat ensin DNA-aptameerejä, jotka etsivät markkereita, jotka löytyvät akuutin myelooisen leukemian kantasolujen pinnalta. He halusivat kohdistaa erityisesti syövän lisäksi myös kantasoluihin.

"Yksi iso asia, jonka osoitimme tässä tutkimuksessa, on se, että kaksi kohdetta ovat parempia kuin yksi selektiivisyyden kannalta", Wang sanoi. "Verisyöpien vasta-aine-lääkekonjugaatteja, jotka kohdistuvat markkeriin, tunnetaan, mutta tätä merkkiainetta löytyy myös monista terveistä soluista. Vasta-ainekonjugaateilla on siis paljon myrkyllisyyttä. Käytimme kuitenkin kahta kohdetta: leukemiasyöpäsoluissa ja leukemian kantasoluissa yleisesti esiintyvää yhdistelmää. Nämä kaksi yhdessä antavat hyvin spesifisen kohteen."

Sitten tutkijat yhdistivät aptameerinsä leukemiaa torjuvaan daunorubisiiniin. Lääkkeellä ladatut aptameerit kuljettavat lääkkeen kohteeseensa ja vapauttavat lääkkeen kerran solun sisällä, jotta lääke alkaa vaikuttaa.

"Tämä on erityisen tärkeää daunorubisiinin kaltaisille lääkkeille, koska lääke itsessään ei pääse helposti solukalvon läpi. Mutta aptameerit voivat kuljettaa niitä", Dwivedy sanoi.

Tutkijat testasivat lääkettä kuljettavia aptameerejä leukemiasoluviljelmissä ja elävissä hiirissä, joilla oli leukemia.

72 tunnin kuluttua aptameeri yksin oli vähentänyt syöpäsoluja viljelmässä 40 prosenttia, mikä osoittaa aptameerin toksisuuden syövälle, tutkijat raportoivat. Kun aptameerit kantoivat leukemiaa torjuvaa lääkettä, solut pyyhittiin pois annoksella, joka oli 500 kertaa pienempi kuin lääkkeen standardiannos. Leukemiaa sairastavilla hiirillä lääkkeen antaminen aptameerin kautta antoi saman tehon kliinistä standardia kymmenen kertaa pienemmällä annoksella ja osoitti, että aptameerin ja lääkkeen yksi-kaksi lyönti on tehokkaampi kuin kumpikaan yksinään.

"Tämä oli jännittävää meille, koska syöpätutkimuksessa se, mitä näemme in vitro, ei aina ole sitä, mitä näemme kehossa. Näimme kuitenkin erinomaisen eloonjäämisen ja kasvainten pienenemisen hiirillä, joita hoidettiin aptameeri-lääkekonjugaateillamme kymmenesosalla terapeuttisesta annoksesta, eikä sivuvaikutuksia ollut", Wang sanoi.

Tutkijat sanoivat toivovansa laajentavansa lääkkeitä kuljettavien aptameerien valikoimaansa tunnistamalla muiden syöpien merkkiyhdistelmiä ja sitomalla aptameerit muihin lääkkeisiin.

"Jokaisen syöpäsolun pintabiomarkkereissa on tunnusmerkki. Jos löydämme syöpäsoluissa ainutlaatuisesti esiintyviä markkereita, voimme kohdistaa myös muita syöpiä. Kokemukseni mukaan on myös paljon helpompaa yhdistää lääkettä DNA-molekyyleihin kuin proteiineihin, joten se avaa mahdollisuuksia useammalle lääkkeelle leviämään tällä tavalla", Dwivedy sanoi.

National Institutes of Health ja National Science Foundation tukivat tätä työtä. Wang on sidoksissa Illinoisin syöpäkeskukseen, Carl R. Woesen genomibiologian instituuttiin ja Holonyakin mikro- ja nanoteknologialaboratorioon I. of I.:ssa.

Lähteet: