“DNS origami” cīnās ar vairākām zālēm rezistentām vēža šūnām
DNS rīks, kas apvieno gēnu terapiju ar ķīmijterapiju, varētu būt daudzsološs jauns veids, kā uzveikt multirezistentās vēža šūnas.
Šis rīks ir “pielāgota DNS nanoplatforma”, kas ķīmijterapijas zāles var nogādāt mērķtiecīgās vēža šūnās, vienlaikus arī apklusinot šūnu zāļu rezistences gēnus.
Šī metode ir zinātnieku darbs Nacionālajā nanozinātņu un tehnoloģiju centrā Pekinā, Ķīnā.
Nesenais žurnāla darbs Angewandte Chemie starptautiskais izdevums sniedz detalizētu pārskatu par to, kā komanda izstrādāja un pārbaudīja DNS nanoplatformas.
Narkotiku ārstēšana ir ievērojami uzlabojusi vēža slimnieku izdzīvošanas rādītājus un dzīves kvalitāti.
Tomēr ir daudz gadījumu, kad vēzis sākumā labi reaģē uz ārstēšanu, bet pēc tam atkārtojas vai atgriežas zāļu rezistences dēļ.
Zāļu izplūde
Zinātnieki ir identificējuši vairākus šūnu mehānismus, kas veicina vai veicina zāļu izturību pret vēzi.
Viens no tiem ir "zāļu izplūde", process, kurā olbaltumvielu transportieri izsūc zāles no šūnas ķermeņa caur membrānām. Izejas mehānismi pastāv "visās dzīvajās šūnās", ne tikai vēža šūnās.
Piemēram, zarnu sieniņu šūnās ir daudz pārvadātāju olbaltumvielu, kas narkotikas un citus kaitīgus līdzekļus pumpē atpakaļ uz gremošanas traktu.
Pateicoties plašajiem pētījumiem, zinātnieki tagad daudz zina par izplūdes mehānismu un transporter olbaltumvielu nozīmi zāļu rezistences veidošanā vēža gadījumā.
Viens no pirmajiem transportētāja proteīniem, ko viņi identificēja, bija tāds, ko kodē daudzu zāļu rezistences gēns 1 (MDR1).
Pētījumi arī atklāja, ka tad, kad daži orgāni kļūst vēzi, to audi sāk izpausties MDR1 spēcīgāk.
Vienā pētījumā jo īpaši tika atklāts, ka ārstēšana ar spēcīgu pretvēža līdzekli doksorubicīnu ievērojami palielināja MDR1 vēža šūnās, bet ne veselās plaušu šūnās.
Šūnu mērķēšana un gēnu apklusināšana
Tāpēc, lai arī zāles var ļoti labi iznīcināt vēža šūnas, ja šūnas to labāk padzen, galu galā zāles nebūs pietiekami ilgi šūnā, lai tās iedarbotos.
Lai risinātu šo problēmu, vēža pētnieki strādā pie veidiem, kā izslēgt gēnus, kas veicina zāļu izplūdi audzēja šūnās.
Viena pieeja izplūdes sūkņu izslēgšanai ir gēnu apklusināšanas paņēmiens, ko sauc par RNS traucējumiem (RNAi). Lai traucētu gēnu ekspresiju šūnās, tiek izmantotas molekulas, ko sauc par RNS transkripcijas veidnēm.
Tomēr, lai ārstēšana būtu efektīva, RNS transkripcijas veidnes ir jāatbrīvo šūnas ķermenī jeb citoplazmā. Otrkārt, tam jānotiek vienlaikus ar zāļu iznīcināšanu, kas iznīcina šūnas. Treškārt, veselām šūnām jāpaliek neskartām.
Jaunā DNS nanoplatforma atbilst visām trim prasībām - tā ir īpaši vērsta uz vēža šūnām, tā piegādā pretvēža zāles viņu iekšienē un izslēdz gēnus, kas virza to izplūdes sūkņus, lai dotu zāļu iedarbībai laiku.
Komanda izmantoja “DNS origami” paņēmienus, lai izveidotu platformu, kas ietver visus komponentus, kas nepieciešami, lai šīs lietas notiktu.
Izmantojot labi izveidoto pieeju, zinātnieki var izveidot DNS platformas, kas sastāv no vienkāršām un sarežģītām molekulu formām, kas ir pietiekami mazas, lai darbotos šūnu līmenī.
Šajā gadījumā komanda izveidoja vienkāršu struktūru, kas pašsapulcējas trīsstūrveida DNS nanoplatformā. Platformai ir vairākas vietnes, kuras var saistīt ar dažādām “funkcionālajām vienībām”.
“Jauna stratēģija pret multirezistentiem audzējiem”
Pētnieki pārbaudīja DNS platformas spēju selektīvi nogādāt RNS transkripcijas veidnes un ķīmijterapijas zāles doksorubicīnu vispirms šūnu kultūrās un pēc tam pelēm ar multirezistentiem audzējiem.
Viņi izmantoja "divas lineāras mazas matadatas RNS transkripcijas veidnes". Viens no šiem rūpējās par gēnu apklusināšanu, bet otrs par šūnu atpazīšanu un ievietošanu.
Rezultāti parādīja, ka “pielāgotā DNS platforma” bija ļoti efektīva gan selektīvā piegādē, gan abu priekšmetu atbrīvošanā. Tas arī izraisīja ļoti selektīvu audzēja nogalināšanas ātrumu.
Komanda saka, ka pētījums parāda, kā izveidot nanostruktūru, kas selektīvi nodrošina ķīmijterapiju vēža šūnām, vienlaikus nomācot zāļu rezistenci, izmantojot gēnu klusēšanu, nekaitējot veseliem audiem.
Viņi ierosina, ka vajadzētu būt arī iespējai pielāgot DNS platformas lietošanai dažādās terapijās, mainot mērķus, lietderīgo slodzi un piegādes stratēģijas.
Autori secina:
"Šī pielāgotā DNS nanoplatforma, kas apvieno RNAi terapiju un ķīmijterapiju, nodrošina jaunu stratēģiju daudzu zāļu rezistentu audzēju ārstēšanai."
