Para ilmuwan mengembangkan platform untuk menyelidiki nanomaterial terapeutik

Anonim

Ilmuwan Kedokteran Northwestern telah mengembangkan platform pengujian baru untuk menilai, secara real time, kemanjuran nanomaterial dalam mengatur ekspresi gen. Temuan yang diterbitkan dalam Proceedings of National Academy of Sciences, dapat membantu memfasilitasi penyelidikan praklinis dan mengoptimalkan nanoterapeutik untuk kanker sebelum mereka mencapai uji klinis.

Timothy Sita, seorang mahasiswa MD / PhD tujuh tahun di Program Pelatihan Ilmuwan Medis, adalah penulis pertama penelitian, yang melihat platform dalam model binatang.

"Ini merupakan langkah maju yang penting untuk bidang ini, " kata peneliti utama Alexander Stegh, PhD, asisten profesor Neurology and of Medicine. "Optimasi yang sangat menyeluruh yang kita lihat dalam pengembangan obat konvensional telah hilang di ruang nanotech, dan kami merasa sangat kuat tentang perubahan ini. Sistem yang kami kembangkan di sini benar-benar memungkinkan kami untuk mendukung upaya tersebut, dan mengevaluasi nanopartikel kami di paling model yang relevan, dalam pengaturan in vivo. "

Chad Mirkin, PhD, George B. Rathmann Profesor Kimia di Sekolah Tinggi Seni dan Ilmu Pengetahuan Weinberg dan seorang profesor Kedokteran di Divisi Hematologi / Onkologi, juga merupakan penulis yang sesuai dari makalah ini.

Para ilmuwan menunjukkan konsep tersebut saat menggunakan struktur nano yang disebut asam nukleik bola (SNAs) untuk menargetkan gen faktor resistensi di glioblastoma, jenis tumor otak yang agresif dan tidak dapat disembuhkan.

SNAs, pertama kali dikembangkan oleh Mirkin di Northwestern pada tahun 1996, terdiri dari untaian padat RNA yang dikemas di sekitar inti nanopartikel. Karena sifatnya yang unik, SNA mampu melintasi penghalang darah-otak dan memasuki sel tumor, di mana mereka dapat secara langsung menargetkan aktivitas gen yang mendorong pertumbuhan kanker.

Sementara konjugat ini adalah alat yang menjanjikan di era obat presisi, para ilmuwan sebelumnya tidak memiliki metode kuantitatif untuk menilai bagaimana SNA mengatur aktivitas gen pada organisme hidup, yang akan memberikan wawasan baru tentang cara mengoptimalkan terapi.

"Kami telah melihat bahwa partikel-partikel ini pada dasarnya dapat menargetkan gen kanker apa pun, tetapi kami tidak tahu kapan mereka bekerja paling baik atau apa dosis rejimen untuk digunakan, " kata Sita. "Dengan demikian, uji coba praklinis tidak sesukses yang seharusnya."

Dalam studi saat ini, para ilmuwan menunjukkan bahwa dengan menggunakan jenis pencitraan non-invasif pada tikus, mereka dapat mengukur secara real time bagaimana nanopartikel mempengaruhi tingkat protein target intratumoral.

"Sekarang kita dapat men-tweak partikel-partikel ini - bermain dengan bentuk nanopartikel, atau berapa banyak RNA yang kita muat ke partikel, misalnya - dan kemudian menilai dengan sangat cepat apakah perubahan itu lebih efektif atau tidak, " Sita menjelaskan. "Ini adalah platform untuk membantu mengoptimalkan obat pada tikus sebelum mereka pergi ke uji coba pada manusia, dan membuat sesuatu yang akan menerjemahkan lebih baik ke klinik."

Meskipun metode ini dapat digeneralisasikan untuk menyelidiki nanoterapeutik untuk berbagai jenis kanker, penelitian ini juga memiliki implikasi klinis yang unik untuk glioblastoma.

Para ilmuwan mengembangkan nanopartikel untuk merobohkan methyltransferase O6-methylguanine-DNA (MGMT) -sebuah protein yang mengurangi dampak kemoterapi-pada tikus dengan glioblastoma. Melalui platform pencitraan, mereka menemukan bahwa tikus memiliki tingkat terendah protein antara 24 hingga 48 jam setelah menerima nanopartikel, menunjukkan waktu optimal untuk memberikan kemoterapi.

"Kami menunjukkan penurunan yang sangat signifikan dalam volume tumor ketika kami menggabungkan partikel-partikel ini dengan kemoterapi, " kata Sita. "Dengan membungkam gen ini yang menyebabkan resistensi terhadap kemoterapi, kita dapat memiliki respon yang jauh lebih dalam. Itulah sudut klinis kunci."

menu
menu