По мнению исследователей из штата Пенсильвания, недавно разработанная «наночастица GPS», введенная внутривенно, может воздействовать на раковые клетки, оказывая генетический удар по белку, участвующему в росте и распространении опухоли. Они протестировали свой подход на клеточных линиях человека и на мышах, чтобы эффективно уничтожить ген, вызывающий рак, и сообщили, что этот метод потенциально может предложить более точное и эффективное лечение заведомо трудно поддающегося лечению базальноподобного рака молочной железы.
Свою работу они опубликовали сегодня (11 марта) в АСУ Нано. Они также подали предварительную заявку на патент технологии, описанной в этом исследовании.
«Мы разработали наночастицу GPS, которая может найти место там, где это необходимо», — сказал корреспондент Дипанджан Пан, профессор кафедры наномедицины Дороти Фёр Хак и Дж. Ллойда Хака и профессор ядерной инженерии, а также материаловедения и инженерии в Пенсильванском университете. . «Оказавшись там – и только там – он сможет доставлять белки редактирования генов, чтобы предотвратить распространение раковых клеток. Это была трудная задача, но мы показали, что система работает при базальноподобном раке молочной железы».
Подобно трижды негативному раку молочной железы, базальноподобный рак молочной железы может быть менее распространен, чем другие виды рака молочной железы, но его гораздо сложнее лечить, во многом потому, что у него отсутствуют три терапевтические мишени, обнаруженные при других видах рака молочной железы. Они также имеют тенденцию быть агрессивными, быстро растущими опухолями и выделяющими клетки, которые распространяются в других частях тела. Эти клетки могут посеять дополнительные опухоли — процесс, называемый метастазированием.
«Метастазы — огромная проблема, особенно в случае таких видов рака, как тройной негативный и базальноподобный рак молочной железы», — сказал Пан. «Рак может быть трудно обнаружить, и он не проявляется во время плановой маммографии, и в первую очередь он поражает молодое или афроамериканское население, которое, возможно, еще не получает профилактическую помощь. Результат может быть очень, очень плохим, поэтому есть четкий прогноз». неудовлетворенная клиническая потребность в более эффективном лечении, когда рак не обнаруживается достаточно рано».
Команда изготовила наночастицу «троянского коня», замаскировав ее специально разработанными жирными молекулами, которые выглядят как встречающиеся в природе липиды, и наполнив ее молекулами CRISPR-Cas9. Эти молекулы могут воздействовать на генетический материал клетки, идентифицировать конкретный ген и вывести его из строя или сделать неэффективным. В данном случае система нацелена на человеческий блок c1 (FOXC1), который участвует в провоцировании метастазирования.
Пэн описал дизайнерские липиды как «цвиттерионные», что означает, что они имеют почти нейтральный заряд на оболочке наночастицы. Это предотвращает атаку иммунной системы организма на наночастицы; потому что он замаскирован под не представляющую угрозы нормальную молекулу -; и может помочь высвободить полезную нагрузку, но только тогда, когда липиды распознают среду с низким pH раковой клетки. Чтобы гарантировать, что липиды будут активироваться только при таком низком pH, исследователи разработали их так, чтобы они смещали свои заряды на положительные, когда они попадают в более кислую микросреду опухоли, вызывая высвобождение полезной нагрузки.
Но тело — это огромное пространство, так как же исследователи могли гарантировать, что полезная нагрузка CRISPR-Cas9 достигнет нужной цели? Чтобы гарантировать, что наночастица будет связываться с нужными клетками, они присоединили молекулу адгезии эпителиальных клеток (EpCAM), которая, как известно, прикрепляется к базальноподобным клеткам рака молочной железы.
«Никто никогда не пытался воздействовать на базальноподобную раковую клетку молочной железы с помощью контекстно-зависимой системы доставки, которая могла бы генетически нокаутировать интересующий ген», — сказал Пан. «Мы первые, кто показал, что это возможно».
Другие разработали системы доставки вирусов, захватывающие вирусные частицы для доставки лечения к клеткам, и системы невирусной доставки с использованием наночастиц. Разница, по словам Пана, в подходе его команды заключается в том, что поверхностный липид предназначен для реагирования только на целевую среду, что снижает вероятность нецелевой доставки и вреда для здоровых клеток. Кроме того, добавил он, поскольку организм не считает липиды угрозой, вероятность иммунного ответа снижается, что они и подтвердили в своих экспериментах.
Команда сначала протестировала этот подход на клетках тройного негативного рака молочной железы человека, подтвердив, что наночастица будет использовать систему CRISPR/Cas9 в правильной среде. Они подтвердили, что наночастица может проникнуть в опухоль на мышиной модели, активировать систему и успешно уничтожить FOXC1.
Далее, по словам Пана, исследователи планируют продолжить тестирование платформы наночастиц с конечной целью применить ее клинически на людях.
«Мы также изучаем, как еще мы могли бы применить технологию платформы», — сказал Пан. «Мы можем настроить молекулы на поверхности, полезную нагрузку, которую они несут, и использовать их для стимулирования заживления в других областях. У этой платформы большой потенциал».
Первый автор Парикшит Мойтра на момент исследования был доцентом-исследователем ядерной инженерии в лаборатории Пана в штате Пенсильвания, а сейчас является доцентом в Индийском институте научного образования и исследований в Берхампуре; Дэвид Скродски, Мэтью Молинаро, Нивета Гунасилан, все аспиранты Пенсильванского университета; Динабандху Сар, Университет Иллинойса, Урбана-Шампейн; Тереза Адитья, постдокторант в области ядерной техники в Пенсильванском университете; Дипендра Дахал и Приянка Рэй, постдокторанты лаборатории Пэна в его предыдущем учреждении в Университете Мэриленда в Балтиморе.
2024-03-12 03:58:00
1710216523
#Новая #наночастица #GPS #наносит #генетический #удар #по #белку #участвующему #распространении #опухоли
