药物递送DNA适体对白血病干细胞具有双重作用

药物递送DNA适体对白血病干细胞具有双重作用

伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员报告说，含有携带药物的 DNA 的 DNA 适体可以通过精确地靶向难以捉摸的癌症干细胞来对白血病进行二二击。

研究人员表示，适配体——短的单链 DNA 片段，可以制造较大抗体等分子——不仅可以输送抗癌药物，而且本身对癌症干细胞也有毒害作用。

在伊利诺伊大学生物工程和化学教授 Xing Wang 的带领下，研究人员在该杂志上记录了他们的发现先进功能材料。

这项工作展示了一种找到白血病根源的方法。靶向癌症治疗通常存在毒性或有效性问题。我们的适体专门寻找这些干细胞并有效杀死它们。 “

Xing Wang，伊利诺伊大学生物工程和化学教授

该论文的第一作者、博士后研究员 Abhisek Dwivedy 表示，白血病和其他血癌比产生局部肿瘤的癌症更难瞄准，因为癌细胞在全身循环，无法通过手术切除。由于干细胞逃逸，白血病的复发率很高。 Dwivedy 说，尽管白血病干细胞仅占癌细胞的一小部分，但它们可以通过化疗通过退回骨髓来消除，因为它们具有相同的标记和特性。癌细胞有时会潜伏数年，然后繁殖和迁移。

“重要的是，我们要真正针对白血病、淋巴瘤或其他血癌并消除这些干细胞，因为只要有任何干细胞残留，它们就可能导致复发和继发性癌症，”Dwivedy 说。

研究人员首先创建了 DNA 适体，用于寻找急性髓系白血病干细胞表面的标记。他们不仅希望专门针对癌症，还希望专门针对干细胞。

“我们在这项研究中展示的一件大事是，就选择性而言，两个目标比一个目标更好，”王说。 “已知针对血癌的抗体-药物偶联物以一种标记物为目标，但该标记物也存在于许多健康细胞中。因此抗体偶联物有很多毒性。然而，我们使用了两个靶标：白血病癌细胞和白血病干细胞中常见的组合。两者共同给出了一个非常具体的靶标。”

然后研究人员将他们的适配体与抗白血病药物柔红霉素结合起来。载药适体将药物携带至其靶标，并在进入细胞后释放药物以使药物发挥作用。

“这对于柔红霉素等药物尤其重要，因为药物本身不能轻易穿过细胞膜。但适体可以携带它们，”Dwivedy 说。

研究人员在白血病细胞培养物和患有白血病的活小鼠中测试了药物传递适体。

研究人员报告说，72 小时后，仅该适配体就使培养物中的癌细胞减少了 40%，这证明了该适配体对癌症的毒性。当适配体携带抗白血病药物时，细胞会以比药物标准剂量小500倍的剂量被消灭。在患有白血病的小鼠中，通过适配体递送药物在比临床标准小十倍的剂量下具有相同的效果，并且表明适配体和药物的一二击比单独使用更有效。

“这对我们来说是令人兴奋的，因为在癌症研究中，我们在体外看到的并不总是我们在体内看到的。尽管如此，我们发现用我们的适体-药物缀合物治疗的小鼠在治疗剂量的十分之一下，存活率很高，肿瘤减少，而且没有脱靶效应，”王说。

研究人员表示，他们希望通过识别其他癌症标签的关键组合并将适体与其他药物结合来扩展他们的药物递送适体套件。

“每个癌细胞的表面生物标志物都有一个特征。如果我们能找到癌细胞中独特的标志物，我们也可以针对其他癌症。此外，根据我的经验，将药物与 DNA 分子结合比与蛋白质结合要容易得多，因此它为更多药物以这种方式传播提供了可能性，”Dwivedy 说。

美国国立卫生研究院和国家科学基金会支持这项工作。王隶属于伊利诺伊州癌症中心、卡尔·R·沃斯基因组生物学研究所和伊利诺伊大学 Holonyak 微纳米技术实验室。

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