DNA aptameri za isporuku lijekova pružaju dvostruko djelovanje protiv matičnih stanica leukemije

DNA aptameri za isporuku lijekova pružaju dvostruko djelovanje protiv matičnih stanica leukemije

DNK aptameri koji sadrže DNK koja nosi lijek mogu dati dva-dva udarca leukemiji preciznim ciljanjem na nedostižne matične stanice raka koje izazivaju rak, izvješćuju istraživači sa Sveučilišta Illinois Urbana-Champaign.

Aptameri - kratki, jednolančani isječci DNK koji mogu stvarati molekule poput većih antitijela - ne samo da isporučuju lijekove protiv raka, već su i sami otrovni za matične stanice raka, rekli su istraživači.

Predvođeni Xing Wangom, profesorom bioinženjeringa i kemije na Sveučilištu I. of I., istraživači su dokumentirali svoja otkrića u časopisuNapredni funkcionalni materijali.

Ovaj rad pokazuje način kako doći do korijena leukemije. Ciljano liječenje raka često ima problema s toksičnošću ili učinkovitošću. Naši aptameri posebno traže te matične stanice i učinkovito ih ubijaju. “

Xing Wang, U. of I. Profesor bioinženjeringa i kemije

Leukemiju i druge vrste raka krvi teže je ciljati nego rakove koji proizvode lokalizirane tumore jer stanice raka cirkuliraju tijelom i ne mogu se ukloniti kirurški, rekao je postdoktorski istraživač Abhisek Dwivedy, prvi autor rada. Leukemija ima visoku stopu recidiva zbog bijega iz matičnih stanica. Iako čine mali dio kancerogenih stanica, matične stanice leukemije mogu se eliminirati kemoterapijom povlačenjem u koštanu srž jer dijele markere i svojstva, rekao je Dwivedy. Stanice raka ponekad mogu vrebati godinama i kasnije se razmnožavati i migrirati.

"Važno je da leukemiju, limfom ili druge vrste raka krvi zapravo ciljamo i eliminiramo te matične stanice, jer sve dok ih ima, mogu uzrokovati recidiv i sekundarne karcinome", rekao je Dwivedy.

Istraživači su prvo stvorili DNA aptamere koji traže markere pronađene na površini matičnih stanica akutne mijeloične leukemije. Htjeli su posebno ciljati ne samo na rak, već i na matične stanice.

"Jedna velika stvar koju smo pokazali u ovoj studiji je da su dvije mete bolje od jedne u smislu selektivnosti", rekao je Wang. "Postoje poznati konjugati antitijela i lijeka za rak krvi koji ciljaju na marker, ali taj se marker nalazi i u mnogim zdravim stanicama. Dakle, postoji velika toksičnost konjugata antitijela. Međutim, koristili smo dvije mete: kombinaciju koja se obično nalazi u stanicama raka leukemije i matičnim stanicama leukemije. To dvoje zajedno daje vrlo specifičnu metu."

Istraživači su potom kombinirali svoje aptamere s lijekom za borbu protiv leukemije daunorubicinom. Aptameri napunjeni lijekom nose lijek do cilja i otpuštaju ga jednom u stanici kako bi lijek počeo djelovati.

"Ovo je osobito važno za lijekove kao što je daunorubicin jer sam lijek ne može lako prijeći staničnu membranu. Ali aptameri ih mogu nositi", rekao je Dwivedy.

Istraživači su testirali aptamere za isporuku lijeka u kulturama stanica leukemije i na živim miševima s leukemijom.

Nakon 72 sata, sam aptamer smanjio je stanice raka u kulturi za 40 posto, pokazujući toksičnost aptamera za rak, izvješćuju istraživači. Kad su aptameri nosili lijek za borbu protiv leukemije, stanice su bile uništene dozom 500 puta manjom od standardne doze lijeka. Kod miševa s leukemijom, isporuka lijeka putem aptamera dala je jednaku učinkovitost u dozi deset puta manjoj od kliničkog standarda i pokazala da je jedan-dva uboda aptamera i lijeka učinkovitiji nego svaki zasebno.

"Ovo je bilo uzbudljivo za nas jer u istraživanju raka, ono što vidimo in vitro nije uvijek ono što vidimo u tijelu. Ipak, vidjeli smo izvrsno preživljavanje i smanjenje tumora kod miševa liječenih našim konjugatima aptamera i lijeka u desetini terapeutske doze i bez učinaka izvan cilja", rekao je Wang.

Istraživači su rekli da se nadaju proširiti svoj paket aptamera za isporuku lijekova identificiranjem ključnih kombinacija oznaka za druge vrste raka i vezanjem aptamera na druge lijekove.

"Svaka stanica raka ima potpis u svojim površinskim biomarkerima. Ako možemo pronaći markere koji su jedinstveno prisutni u stanicama raka, možemo ciljati i na druge vrste raka. Također, prema mom iskustvu, puno je lakše kombinirati lijek s molekulama DNK nego s proteinima, tako da se otvaraju mogućnosti za širenje više lijekova na ovaj način", rekao je Dwivedy.

Nacionalni instituti za zdravlje i Nacionalna zaklada za znanost podržali su ovaj rad. Wang je povezan s Centrom za rak u Illinoisu, Institutom Carl R. Woese za genomsku biologiju i Laboratorijem za mikro i nanotehnologiju Holonyak na Sveučilištu I.

Izvori: