يعالج "DNA ORIGAMI" الخلايا السرطانية المقاومة للأدوية المتعددة

يمكن أن تكون أداة الحمض النووي التي تجمع بين العلاج الجيني والعلاج الكيميائي طريقة جديدة واعدة لهزيمة الخلايا السرطانية المقاومة للأدوية المتعددة.

يُظهر بحث جديد كيف يمكن للبنية النانوية للحمض النووي أن تقدم الأدوية المضادة للسرطان بشكل انتقائي.

الأداة عبارة عن "منصة نانوية للحمض النووي مصممة خصيصًا" يمكنها حمل أدوية العلاج الكيميائي إلى الخلايا السرطانية المستهدفة مع إسكات جينات الخلايا المقاومة للأدوية.

هذه التقنية من عمل العلماء في المركز الوطني لعلوم وتكنولوجيا النانو في بكين ، الصين.

ورقة حديثة في المجلة Angewandte Chemie International Edition يقدم وصفاً مفصلاً عن كيفية تطوير الفريق واختباره لمنصات الحمض النووي النانوية.

أدت العلاجات الدوائية إلى تحسين معدلات البقاء على قيد الحياة ونوعية الحياة للأشخاص المصابين بالسرطان بشكل ملحوظ.

ومع ذلك ، هناك العديد من الحالات التي يستجيب فيها السرطان جيدًا للعلاج في البداية ولكنه ينتكس بعد ذلك أو يعود مرة أخرى بسبب مقاومة الأدوية.

هروب المخدرات

حدد العلماء العديد من آليات الخلايا التي تمكن أو تعزز مقاومة الأدوية في السرطان.

أحد هذه العمليات هو "تدفق الدواء" ، وهي عملية تضخ فيها البروتينات الناقلة الأدوية من جسم الخلية عبر أغشيتها. توجد آليات التدفق "في جميع الخلايا الحية" ، وليس فقط الخلايا السرطانية.

على سبيل المثال ، تحتوي الخلايا الموجودة في جدران الأمعاء على وفرة من البروتينات الناقلة التي تضخ الأدوية والعوامل الضارة الأخرى نحو الجهاز الهضمي.

بفضل البحث المكثف ، يعرف العلماء الآن الكثير عن دور آليات التدفق والبروتينات الناقلة في تطوير مقاومة الأدوية في السرطان.

كان أحد البروتينات الناقلة الأولى التي حددوها هو البروتين الذي تم ترميزه بواسطة جين 1 لمقاومة الأدوية المتعددة (MDR1).

كشفت الدراسات أيضًا أنه عندما تصبح بعض الأعضاء سرطانية ، تبدأ أنسجتها في التعبير MDR1 أكثر بقوة.

اكتشفت إحدى الدراسات ، على وجه الخصوص ، أن العلاج بعقار دوكسوروبيسين الفعال المضاد للسرطان زاد بشكل كبير من التعبير عن MDR1 في الخلايا السرطانية ولكن ليس خلايا الرئة السليمة.

استهداف الخلية وإسكات الجينات

لذلك ، في حين أن الدواء قد يكون جيدًا جدًا في قتل الخلايا السرطانية ، إذا تحسنت الخلايا في طردها ، في النهاية ، لن يكون الدواء داخل الخلية لفترة كافية ليصبح ساريًا.

لمعالجة هذه المشكلة ، يعمل باحثو السرطان على طرق لإيقاف الجينات التي تدفع بتدفق الأدوية في الخلايا السرطانية.

تتمثل إحدى طرق إيقاف تشغيل مضخات التدفق في تقنية إسكات الجينات تسمى تداخل الحمض النووي الريبي (RNAi). يستخدم هذا جزيئات تسمى قوالب نسخ الحمض النووي الريبي (RNA) للتدخل في التعبير الجيني في الخلايا.

ومع ذلك ، لكي يكون العلاج فعالًا ، يجب إطلاق قوالب نسخ الحمض النووي الريبي داخل جسم الخلية ، أو السيتوبلازم. ثانيًا ، يجب أن يحدث هذا في نفس الوقت الذي يتم فيه توصيل الدواء الذي يقتل الخلايا. وثالثاً ، يجب أن تبقى الخلايا السليمة كما هي.

منصة النانو الجديدة للحمض النووي تلبي جميع المتطلبات الثلاثة - فهي تستهدف على وجه التحديد الخلايا السرطانية ، وتسلم الدواء المضاد للسرطان إلى داخلها ، وتوقف الجينات التي تدفع مضخات التدفق لإعطاء الدواء وقتًا للعمل.

استخدم الفريق تقنيات "DNA Origami" لإنشاء منصة تتضمن جميع المكونات اللازمة لحدوث هذه الأشياء.

باستخدام النهج الراسخ ، يمكن للعلماء إنشاء منصات DNA تتكون من أشكال جزيئية بسيطة ومعقدة صغيرة بما يكفي للعمل على مستوى الخلية.

في هذه الحالة ، صنع الفريق هيكلًا بسيطًا يتجمع ذاتيًا في منصة نانوية مثلثة للحمض النووي. تحتوي المنصة على العديد من المواقع التي يمكنها الارتباط بمختلف "الوحدات الوظيفية".

"استراتيجية جديدة للأورام المقاومة للأدوية المتعددة"

اختبر الباحثون قدرة منصة الحمض النووي على تقديم قوالب نسخ الحمض النووي الريبي بشكل انتقائي وعقار العلاج الكيميائي دوكسوروبيسين أولاً في مزارع الخلايا ثم في الفئران المصابة بأورام مقاومة للأدوية المتعددة.

استخدموا "نموذجين خطيين لنسخ RNA صغير الحجم." أحدهما اهتم بإسكات الجينات ، والآخر اهتم بالتعرف على الخلايا وإدخالها.

أظهرت النتائج أن "منصة DNA المصممة" كانت فعالة للغاية في كل من التسليم الانتقائي والإفراج عن العنصرين. وقد أدى ذلك أيضًا إلى معدل قتل الورم انتقائي للغاية.

يقول الفريق إن الدراسة توضح كيفية إنشاء بنية نانوية تقدم العلاج الكيميائي بشكل انتقائي للخلايا السرطانية مع قمع أيضًا مقاومة الأدوية باستخدام إسكات الجينات دون الإضرار بالأنسجة السليمة.

يقترحون أنه يجب أن يكون من الممكن أيضًا تصميم منصات الحمض النووي لاستخدامها في مجموعة من العلاجات عن طريق تغيير الأهداف والحمولات واستراتيجيات التسليم.

استنتج المؤلفون: