Aptamerii ADN pentru livrarea medicamentelor oferă o acțiune dublă împotriva celulelor stem ale leucemiei

Aptamerii ADN pentru livrarea medicamentelor oferă o acțiune dublă împotriva celulelor stem ale leucemiei

Aptamerii ADN care conțin ADN purtător de droguri pot oferi un pumn doi-doi leucemiei prin țintirea precisă a celulelor stem canceroase evazive care produc cancerul, raportează cercetătorii de la Universitatea din Illinois Urbana-Champaign.

Aptamerii - fragmente scurte, monocatenar de ADN care pot produce molecule precum anticorpi mai mari - nu numai că furnizează medicamente pentru cancer, dar sunt ei înșiși toxici pentru celulele stem canceroase, au spus cercetătorii.

Conduși de Xing Wang, profesor de bioinginerie și chimie U. of I. of I., cercetătorii și-au documentat descoperirile în jurnalMateriale funcționale avansate.

Această lucrare arată o modalitate de a ajunge la rădăcina leucemiei. Tratamentele țintite împotriva cancerului au adesea probleme cu toxicitatea sau eficacitatea. Aptamerii noștri caută în mod special aceste celule stem și le omoară eficient. „

Xing Wang, U. of I. Profesor de Bioinginerie și Chimie

Leucemia și alte tipuri de cancer de sânge sunt mai greu de vizat decât cancerele care produc tumori localizate, deoarece celulele canceroase circulă în tot organismul și nu pot fi îndepărtate chirurgical, a spus cercetătorul postdoctoral Abhisek Dwivedy, primul autor al lucrării. Leucemia are o rată mare de recidivă datorită evadării sale din celulele stem. Deși reprezintă o mică parte din celulele canceroase, celulele stem ale leucemiei pot fi eliminate prin chimioterapie prin retragerea în măduva osoasă, deoarece împărtășesc markeri și proprietăți, a spus Dwivedy. Celulele canceroase pot uneori să pândească ani de zile, iar mai târziu să se înmulțească și să migreze.

„Este important ca leucemia, limfomul sau alte tipuri de cancer de sânge pe care le țintim și să eliminăm aceste celule stem, pentru că atâta timp cât rămân, acestea pot provoca recidive și cancere secundare”, a spus Dwivedy.

Cercetătorii au creat mai întâi aptameri ADN care caută markeri găsiți pe suprafața celulelor stem de leucemie mieloidă acută. Au vrut să vizeze în mod specific nu doar cancerul, ci și celulele stem.

„Un lucru important pe care l-am arătat în acest studiu este că două ținte sunt mai bune decât una în ceea ce privește selectivitatea”, a spus Wang. „Există conjugate anticorp-medicament cunoscute pentru cancerele de sânge care vizează un marker, dar acel marker se găsește și în multe celule sănătoase. Deci există multă toxicitate cu conjugații de anticorpi. Cu toate acestea, am folosit două ținte: o combinație întâlnită în mod obișnuit în celulele canceroase de leucemie și celulele stem de leucemie. Cele două împreună dau o țintă foarte specifică”.

Cercetătorii și-au combinat apoi aptamerii cu medicamentul de luptă împotriva leucemiei daunorubicin. Aptamerii încărcați cu medicamente transportă medicamentul la ținta lor și eliberează medicamentul odată în interiorul celulei pentru ca medicamentul să aibă efect.

„Acest lucru este deosebit de important pentru medicamente precum daunorubicina, deoarece medicamentul în sine nu poate traversa cu ușurință membrana celulară. Dar aptamerii le pot transporta”, a spus Dwivedy.

Cercetătorii au testat aptamerii care furnizează medicamente în culturi de celule de leucemie și la șoareci vii cu leucemie.

După 72 de ore, singurul aptamer a redus celulele canceroase din cultură cu 40%, demonstrând toxicitatea aptamerului asupra cancerului, raportează cercetătorii. Când aptamerii transportau medicamentul pentru combaterea leucemiei, celulele au fost șterse cu o doză de 500 de ori mai mică decât doza standard de medicament. La șoarecii cu leucemie, administrarea medicamentului prin aptamer a dat o eficiență egală la o doză de zece ori mai mică decât standardul clinic și a arătat că un pumn de unu-două a aptamerului și a medicamentului este mai eficient decât unul singur.

„Acest lucru a fost incitant pentru noi, deoarece în cercetarea cancerului, ceea ce vedem in vitro nu este întotdeauna ceea ce vedem în organism. Cu toate acestea, am observat o supraviețuire excelentă și o reducere a tumorii la șoarecii tratați cu conjugații noștri aptamer-medicament la o zecime din doza terapeutică și fără efecte în afara țintă”, a spus Wang.

Cercetătorii au spus că speră să-și extindă suita de aptameri care livrează medicamente prin identificarea combinațiilor cheie de etichete pentru alte tipuri de cancer și legând aptamerii de alte medicamente.

„Fiecare celulă canceroasă are o semnătură în biomarkerii săi de suprafață. Dacă putem găsi markeri care sunt prezenți în mod unic în celulele canceroase, putem viza și alte tipuri de cancer. De asemenea, din experiența mea, este mult mai ușor să combinați un medicament cu moleculele de ADN decât proteinele, așa că deschide posibilitățile ca mai multe medicamente să se răspândească în acest fel”, a spus Dwivedy.

National Institutes of Health și National Science Foundation au susținut această lucrare. Wang este afiliat la Centrul de Cancer din Illinois, Institutul Carl R. Woese pentru Biologie Genomică și Laboratorul de Micro și Nanotehnologie Holonyak din U. of I.

Surse: