Bilim adamları beyin kanseri 'tohum' hücrelerine yönelik genetik kod nano boyutlu paketler oluştururlar.

David Agus: A new strategy in the war against cancer (Haziran 2019).

Anonim

Bir "konsept kanıtı" çalışmasında, Johns Hopkins Medicine'deki bilim adamları, farelerde implante edilen insan beyin tümörlerini tedavi etmek için mikro-DNA'lar olarak adlandırılan nano boyutlu genetik kod paketlerini başarıyla teslim ettiklerini söylüyorlar. Süper-küçük kapların içerikleri, kanser kök hücrelerini, sayısız döl üreten ve hücrenin habis hücrelerinin beynini atmak için acımasız bir engel olan bir tür hücresel "tohum" ı hedeflemek üzere tasarlandı.

Deneylerinin sonuçları Nano Mektupları'nda 21 Haziran'da çevrimiçi olarak yayınlandı.

"Beyin kanseri, genetik yapısı açısından en yaygın olarak anlaşılan kanserlerden biridir, ancak bunun için iyi bir tedavi geliştirmemiz gerekiyor, " diyor, Ph.D., nöroloji, onkoloji ve nörobilim profesörü Dr. Johns Hopkins Üniversitesi Tıp Fakültesi ve Kennedy Krieger Enstitüsü'nde araştırma uzmanı. "Kanser kök hücrelerinin ve kan-beyin bariyerinin esnekliği büyük engellerdir."

Beyne giren kan, koruyucu bir bariyer görevi gören bir dizi damardan süzülür. Ancak bu kan-beyin engeli, kanser kök hücrelerini hedefleyerek beyin kanseri tedavisini devrimselleştirme potansiyeline sahip moleküler ilaçları engeller, diyor Laterra.

"Beyin tümörü tedavilerini modernize etmek için, kan-beyin bariyerini atlayan araçlara ve yöntemlere ihtiyacımız var, " diyor. Biyomedikal mühendisliği, oftalmoloji, onkoloji, nöroşirurji, malzeme bilimi ve mühendislik profesörü ve kimya ve biyomoleküler mühendislik profesörü Jordan Green. Johns Hopkins Üniversitesi Tıp Fakültesi'nde. "Hassas genetik ilaçları güvenli ve etkili bir şekilde, normal dokulara zarar vermeden tümörlere doğrudan vermek için teknolojiye ihtiyacımız var."

Green'in dediğine göre bir vaka, glioblastoma, Arizona Sen'in John McCain'ın mücadele ettiği ve sıklıkla tekrarlanan ameliyatlar gerektiren beyin kanseri formudur. Doktorlar, görebildikleri beyin tümörü dokusunu çıkarırlar, ancak malignite çoğu zaman hızla geri döner, diyor Laterra. Glioblastoma geçiren hastaların çoğu, tanıdan sonra iki yıldan az yaşar.

Bilim adamları, kanser kök hücrelerinin, glioblastoma ve diğer kanserlerin geri dönüşünü ve yayılmasını sağlayan şeyin kökünde olduğunu uzun zamandır düşünüyorlar. Bu kök hücreler diğer kanser hücrelerine yol açar ve eğer cerrahın bıçağını terk ederse, tamamen yeni bir tümöre yol açabilir.

Johns Hopkins Kimmel Kanser Merkezi'nin üyeleri olan Laterra ve Green, yerleşik beyin tümörlerine süper-küçük mikro-RNA paketlerini verimli bir şekilde sunmak için bir yol tasarladılar. MikroRNA'lar, tümör büyümesini yayma ve sürdürme kapasitelerini durdurmak için beyin kanseri kök hücrelerini hedefler.

Paketler, cerrahi dikişler için kullanılan malzemeye benzer, biyolojik olarak parçalanabilir plastikten yapılmıştır ve zamanla bozunmaktadır. İnsan saçlarının genişliğinden 1000 kat daha küçüktür ve hücrelerin iletişim kurmak için kullandıkları doğal bileşenlerin boyutu ve şekli tipiktir. Kanser hücreleri paketleri yudumlarken, mikroRNA'ların kanser hücreleri içinde harekete geçmesi gereken yerlerde özel olarak parçalanır ve mikroRNA "yükünü" serbest bırakırlar.

Nanopacket'te kapsanan, iki gene bağlı haberci RNA'lara spesifik olarak bağlanan mikroRNA'lardır: hücrelerdeki gen ekspresyon programlarını düzenlemek için birlikte çalışan HMGA1 ve DNMT.

MikroRNA'lar bu mesajcı RNA'lara bağlandıklarında, protein oluşturma yeteneklerini bloke eder ve kanser hücrelerinin kök karakterlerini harekete geçiren programları kapatırlar. Kök benzeri özellikleri olmadan, kanser hücreleri daha farklıdır, tümörleri yayma kapasitesini kaybederler ve radyasyon ve ilaçlara karşı daha duyarlı olabilirler.

Onların deneyleri için, Johns Hopkins bilim adamları insan glioblastoma hücrelerini 18 fareye yerleştirdiler. Var olan bir tümörün tedavisinin klinik zorluklarını taklit etmek için, bilim adamları hayvanları iyi oluşmuş tümörlere sahip olduklarından emin olmak için 45 gün beklemişlerdir. Hayvanların yarısı, doğrudan beyin tümörlerine aktif mikroRNA'lar içeren nanopacketlerin infüzyonlarını aldı ve diğer yarısı, inaktif mikroRNA'lar içeren nanopackets aldı. Nanopartiküllerin etkisini izole etmek için, bilim adamları kanser hücrelerini hedefleyen bağışıklık sistemi T hücreleri olmadan yetiştirilen fareler kullanmışlardır.

İnaktif mikroRNA'lar (kontroller) alan dokuz fareden beşi iki ay içinde öldü ve kontrol farelerinin geri kalanı 90 gün içinde öldü. Aktif mikroRNA'lar alan dokuz fareden üçü 80 güne kadar sürdü ve altı tanesi 133 gün yaşadı. Bu altı kişi insan tarafından ötenazi edildi ve izole fare beyinleri tümörlerin varlığı açısından incelendi.

Kontrol farelerinin hepsi öldüklerinde beyinlerinde büyük tümörler vardı. Aktif mikroRNA'lar alan ve 133 güne kadar yaşayan farelerin dördü hiçbir tümör içermiyordu ve iki tanesi küçüktü.

Green, birçok genetik ilacın bir geni hedeflemek için tasarlandığını söylüyor. Bu çalışmada kullanılan Johns Hopkins ekibinin nanopartiküllerin tipi, çoklu gen ağlarını hedeflemek için çok sayıda mikroRNA türünü kapsülleyebilir.

Beyin kanseri kök hücreleri nanoparçacıkyı içselleştirip kök hücre dışı bir duruma geçtiğinde, Laterra, klinisyenlerin bu durumdan faydalanabileceğini ve şimdi savunmasız hücreleri öldürmek için radyasyon veya başka ilaçlar verebileceğini söylüyor.

Green, başka yerlerde bilimsel ekiplerin lipid bazlı materyaller kullanarak mikroRNA paketleri geliştirdiğini ve bazı standart kemoterapilerin lipozom adı verilen yağlı bir nanoparçacıkta verildiğini söylüyor.

Green ve Laterra, çalışmalarındaki nanopartiküllerin tüm tümöre nüfuz edebildiğini söylüyor çünkü kemirgen beyinleri küçüktür. Daha büyük beyinleri olan insanlar, beyin boyunca nanopartikülleri hunileştirmek için bir pompaya ve katetere ihtiyaç duyabilirler.

Johns Hopkins ekibi, insanlar üzerindeki klinik denemelere başlama iznine başvurmadan önce nanopartiküllerinin gelişimini büyütmek ve istikrar ve kalitelerini standartlaştırmak için çalışıyor.

menu
menu