Aptaméry DNA dodávajúce liečivo poskytujú dvojitý účinok proti kmeňovým bunkám leukémie

Aptaméry DNA dodávajúce liečivo poskytujú dvojitý účinok proti kmeňovým bunkám leukémie

DNA aptaméry obsahujúce DNA nesúcu liečivo môžu leukémii dodať dva až dva údery presným zacielením na nepolapiteľné rakovinové kmeňové bunky, ktoré rozsievajú rakovinu, uvádzajú výskumníci z University of Illinois Urbana-Champaign.

Aptaméry - krátke, jednovláknové útržky DNA, ktoré môžu vytvárať molekuly ako väčšie protilátky - nielenže dodávajú lieky proti rakovine, ale samotné sú toxické pre rakovinové kmeňové bunky, uviedli vedci.

Vedci pod vedením Xinga Wanga, profesora bioinžinierstva a chémie U. of I. of I., vedci zdokumentovali svoje zistenia v časopisePokročilé funkčné materiály.

Táto práca ukazuje spôsob, ako sa dostať ku koreňu leukémie. Cielená liečba rakoviny má často problémy s toxicitou alebo účinnosťou. Naše aptaméry špecificky vyhľadávajú tieto kmeňové bunky a účinne ich zabíjajú. “

Xing Wang, U. z I. profesora bioinžinierstva a chémie

Na leukémiu a iné rakoviny krvi je ťažšie zamerať sa ako na rakoviny, ktoré produkujú lokalizované nádory, pretože rakovinové bunky cirkulujú po celom tele a nemožno ich chirurgicky odstrániť, povedal postdoktorand Abhisek Dwivedy, prvý autor článku. Leukémia má vysokú mieru relapsov v dôsledku jej úniku z kmeňových buniek. Hoci tvoria malú časť rakovinových buniek, kmeňové bunky leukémie možno eliminovať chemoterapiou utiahnutím sa do kostnej drene, pretože zdieľajú markery a vlastnosti, povedal Dwivedy. Rakovinové bunky môžu niekedy číhať roky a neskôr sa množiť a migrovať.

"Je dôležité, aby leukémia, lymfóm alebo iné rakoviny krvi, na ktoré sa skutočne zameriavame, a eliminovali tieto kmeňové bunky, pretože pokiaľ nejaké zostanú, môžu spôsobiť recidívu a sekundárne rakoviny," povedal Dwivedy.

Vedci najskôr vytvorili DNA aptaméry, ktoré hľadajú markery nachádzajúce sa na povrchu kmeňových buniek akútnej myeloidnej leukémie. Chceli sa špecificky zamerať nielen na rakovinu, ale aj na kmeňové bunky.

"Jedna veľká vec, ktorú sme v tejto štúdii ukázali, je, že dva ciele sú z hľadiska selektivity lepšie ako jeden," povedal Wang. "Sú známe konjugáty protilátka-liečivo pre rakovinu krvi, ktoré sa zameriavajú na marker, ale tento marker sa nachádza aj v mnohých zdravých bunkách. Takže existuje veľa toxicity s konjugátmi protilátok. Použili sme však dva ciele: kombináciu, ktorá sa bežne vyskytuje v bunkách rakoviny leukémie a kmeňových bunkách leukémie. Tieto dva spolu poskytujú veľmi špecifický cieľ."

Vedci potom spojili svoje aptaméry s liekom na boj proti leukémii daunorubicínom. Aptaméry naplnené liečivom prenášajú liečivo do svojho cieľa a uvoľňujú liečivo, akonáhle je vnútri bunky, aby liečivo nadobudlo účinok.

"To je obzvlášť dôležité pre lieky ako daunorubicín, pretože samotný liek nemôže ľahko prejsť cez bunkovú membránu. Ale aptaméry ich môžu prenášať," povedal Dwivedy.

Výskumníci testovali aptaméry dodávajúce liečivo na leukemických bunkových kultúrach a na živých myšiach s leukémiou.

Po 72 hodinách samotný aptamér zredukoval rakovinové bunky v kultúre o 40 percent, čo dokazuje toxicitu aptaméru na rakovinu, uvádzajú výskumníci. Keď aptaméry niesli liek proti leukémii, bunky sa vyhladili dávkou 500-krát menšou ako je štandardná dávka lieku. U myší s leukémiou dodávanie liečiva prostredníctvom aptaméru poskytlo rovnakú účinnosť pri dávke desaťkrát menšej ako klinický štandard a ukázalo sa, že jeden až dva údery aptaméru a liečiva sú účinnejšie ako ktorýkoľvek z nich samotný.

"Bolo to pre nás vzrušujúce, pretože vo výskume rakoviny to, čo vidíme in vitro, nie je vždy to, čo vidíme v tele. Napriek tomu sme u myší liečených našimi konjugátmi aptamér-liek v desatine terapeutickej dávky a bez mimocieľových účinkov videli vynikajúce prežitie a redukciu nádorov," povedal Wang.

Výskumníci uviedli, že dúfajú, že rozšíria svoju sadu aptamérov dodávajúcich lieky identifikáciou kľúčových kombinácií značiek pre iné druhy rakoviny a naviazaním aptamérov na iné lieky.

"Každá rakovinová bunka má podpis vo svojich povrchových biomarkeroch. Ak dokážeme nájsť markery, ktoré sú jedinečne prítomné v rakovinových bunkách, môžeme sa zamerať aj na iné druhy rakoviny. Podľa mojich skúseností je tiež oveľa jednoduchšie skombinovať liek s molekulami DNA ako s proteínmi, takže to otvára možnosti pre ďalšie šírenie liekov týmto spôsobom," povedal Dwivedy.

National Institutes of Health a National Science Foundation podporili túto prácu. Wang je pridružený k Cancer Center v Illinois, Carl R. Woese Institute for Genomic Biology a Holonyak Micro and Nanotechnology Lab v U. of I.

Zdroje: