Уничтожение раковых клеток с помощью гидрогеля

20.02.201027850
В он-лайн журнале BMC Cancer опубликована их работа, где подробно описан метод использования гидрогелей, включающих частицы размером менее 100 нм, для введения специфических малых интерферирующих РНК (миРНК) в раковые клетки. В клетках миРНК «включают» программу апоптоза (запрограммированной клеточной смерти), который организм использует, чтобы уничтожить мутировавшие клетки, и таким образом «помогают» химиотерапии делать свою работу.

Большинство раковых опухолей характеризуются повышенным содержанием рецепторов эпидермального фактора роста (EGFR). Когда уровень EGFR в клетке повышен, в ней подавляются молекулярные механизмы апоптоза и активируются процессы, приводящие к неконтролируемому делению. «Используя миРНК, мы ингибируем продукцию EGFR, таким образом, вызывая в клетке апоптотические процессы. Если одновременно с этим мы будем применять химиотерапию, мы сможем более эффективно уничтожать раковые клетки», - говорит Джон МакДональд (John McDonald), профессор факультета Биологии Института Технологии и ведущий исследователь Института Рака Яичника (Ovarian Cancer Institute).

Малые интерферирующие РНК – хороший инструмент для остановки продукции EGFR, однако продолжительность их жизни в клетках ограничена. Содержание миРНК в наночастицах позволяет им проникать в раковые клетки и существовать в них длительное время. В момент времени гидрогель высвобождает лишь небольшое количество миРНК, гарантируя, что пока одни «выполняют свою работу» в раковых клетках, остальные находятся в безопасности в наночастицах до тех пор, пока не придет их очередь. «Это как Троянский конь», - говорит Андрю Лайон (L. Andrew Lyon), профессор факультета Химии и Биохимии Института Технологии. «Мы покрыли поверхность этих гидрогелей молекулами, которые «обманывают» раковую клетку и обеспечивают проникновение наночастиц с миРНК внутрь. Частицы имеют низкий высвобождающий профиль, позволяющий миРНК выходить в строго определенное время, тем самим достигается оптимальный терапевтический эффект».

Клетки используют матричную (информационную) РНК (мРНК) для синтеза белков, которые обеспечивают клеточные функции. Как только миРНК оказываются внутри клетки, они связываются с мРНК и снижают их биологическую активность, предотвращая трансляцию мРНК в белки. Но раковая клетка при этом может продолжать синтез белка, таким образом, без непрерывной поставки миРНК клетка восстанавливается. Использование гидрогеля для медленного высвобождения миРНК позволяет поддерживать «атаку» на высоком уровне, что вызывает постоянное блокирование в клетке синтеза белков.

«Мы показали, что можно применять политерапию рака», - говорит Лайон (L. Andrew Lyon).

«Эта система высвобождает миРНК медленно, не давая клетке времени для восстановления, что дает гораздо большую эффективность при уничтожении раковых клеток с помощью химиотерапии», - добавил МакДональд (John McDonald).

Более ранние технологии касались использования антител для «выключения» белков. «Зачастую в гене-мишени возникают мутации, следовательно, антитела больше не смогут выполнять свою функцию, таким образом, увеличивается риск рецидива», - говорит МакДональд (John McDonald).

Команда использовала гидрогели, потому что они нетоксичны, имеют относительно медленную норму выпуска и могут находиться в теле достаточно долго для достижения терапевтического эффекта.

«Мы используем свойственную этому материалу пористость для загрузки вещества внутрь, а, так как наши частицы приблизительно на 98% состоят из воды, имеется большой внутренний объем для загрузки вещества», - говорит Эндрю Лайон (L. Andrew Lyon).

До настоящего времени эксперименты проводили in vitro, но вскоре команда приступит к тестированию в естественных условиях.

По материалам:
ScienceDaily

Ваш комментарий:
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Вернуться к списку статей