Vědci vytvářejí biomateriál, který přináší jak silné léky, tak i tlumivky genů

Mozek, řeč a hudba - prof. MUDr. Josef Syka, DrSc., dr. h. c. (Smět 2019).

Anonim

Kliničtí lékaři dnes mají k dispozici více než 200 léčivých přípravků pro léčbu celé řady nádorových onemocnění. V letech 2011 až 2016 bylo schváleno 68 léčiv. Ale mnoho chemoterapeutických přípravků představuje tvrdé problémy: způsobují vážné vedlejší účinky, protože zabíjejí zdravé buňky kromě rakovinných buněk; některé formy rakoviny rozvíjejí rezistenci vůči drogám; a mnoho takových chemoterapií, které jsou špatně rozpustné ve vodě, vykazuje nízkou biologickou dostupnost, což vede k suboptimálnímu podání léku rakovinným buňkám.

Potenciální řešení spočívá v synergické kombinaci chemoterapeutického léčiva s genetickým materiálem navrženým tak, aby neutralizoval zlovolné geny, které přinášejí rezistenci k tomuto léku.

Zatímco existuje řada příkladů syntetických dvojitých genů a vozidel pro podávání léků, nové hybridní materiály vyvinuté v laboratoři na NYU Tandon School of Engineering používají snadno modifikovatelné proteiny pro dodávání chemických jednorázových úderů: kombinují lipidový "kontejner" pro transfekci - přepravu nákladu přes buněčnou membránu - a snadno vyrobitelnou bílkovinovou kapsli, která může vázat jak malé chemoterapeutické molekuly, tak nukleové kyseliny.

Vyvinutý týmem vedeným NYU Tandonem, profesorem chemie a biomolekulárního inženýrství Jin Kim Montclare, který také působí jako profesor affiliate chemie na Vysoké škole uměleckých a vědních oborů NYU a profesorem affiliateur biomateriálů na NYU College of Dentistry jako asociovaný se SUNY Downstate jako profesorem biochemie - hybridní lipid-proteinový materiál, nazývaný lipoproteoplex, zahrnuje jak zvinutou přeplněnou proteinovou makromolekula, tak komerčně dostupné transfekční činidlo zvanou Lipofectamine 2000.

Vzhledem k tomu, že výzkumníci vytvořili proteinovou makromolekula s rozsáhlými pozitivními náboji na povrchu a hydrofobním jádrem, mohou být jednoduše osazeny záporně nabitou krátkou rušivou RNA (siRNA) - účinným nástrojem pro potlačení genů, které vyvolávají rezistenci vůči lékům a šíří nemoci - který také slouží jako účinný a toxický redukční prostředek pro hydrofobní chemoterapeutické činidlo doxorubicin.

Ve výzkumu publikovaném v časopise Biomacromolecules v časopise American Chemical Society podrobně popisuje, jak lipoproteoplex vystavený vzorkům buněčné linie rakoviny prsu MCF-7 dodal do cílových buněk více doxorubicinu než samotný Lipofectamine 2000, což vedlo k podstatnému snížení MCF-7 životaschopnost buněk. Také prokázali, že hybridní makromolekula byla velmi úspěšná při transfekci siRNA, čímž umlčel gen 60%.

Montclare řekl, že klíčovým přínosem nového lipoproteoplexu je snadná modifikace, což je výhoda pro výzkumníky, kteří studují buňky, jejichž geneticky vyvolané chování se mění v průběhu času a liší se od buněčné linie a pacienta. Spíše jako systém složení kombinace a kombinace, lipoproteoplex umožňuje výzkumníkům vyměňovat přeplněnou bílkovinu nebo lipidovou složku a libovolný počet siRNA pro řešení specifické buněčné linie a typu léku.

"Na rozdíl od jiných snah o výrobu duálních genů a systémů pro podávání léků, tento přístup nevyžaduje nudné chemické syntézy, spíše biosyntetizovat jakýkoliv varianta přeplněného proteinu, " řekla. "To umožňuje nahrazení různých molekul siRNA a chemoterapeutických léků tak, aby vyhovovaly laboratorním potřebám."

V nedávné práci na hybridních materiálech založených na proteinech Montclare a její spolupracovníci spojili konstrukčně přeplněný protein s transfekčním činidlem Fugene. Kombinace vykazovala osmnásobné zlepšení transfekční účinnosti DNA ve srovnání s Fugenem samotným, s zanedbatelnou cytotoxicitou.

Montclare zkoumá mechanismy, které umožňují těmto lipoproteoplexům účinně přenášet geny a léky v různých buněčných liniích.

menu
menu