Etichete ADN personalizabile pentru direcționarea precisă a medicamentelor către celulele canceroase
Cercetătorii de la Universitatea Carnegie Mellon au dezvoltat o metodă simplă și ieftină prin care veziculele extracelulare — structuri naturale produse de celule pentru transportul de molecule — pot fi transformate în vehicule care duc tratamentele direct la celulele canceroase. Această abordare ar putea crește eficacitatea terapiei și reduce efectele secundare.
„Medicamentele anticancerigene moderne sunt deja puternice. Ceea ce ne trebuie cu adevărat este precizia. Deci, cum livrăm substanțele exact la celulele țintă? Cred că cea mai bună soluție este cea pe care natura ne-a oferit-o deja”, a declarat Christopher Blum, doctorand în cadrul Departamentului de Chimie, citat de instituția de învățământ. El a dezvoltat o platformă care modifică veziculele de transport naturale astfel încât acestea să livreze încărcătura terapeutică unor celule specifice, evitând țintele nedorite. Rezultatele au fost publicate în revista ACS Applied Bio Materials.
Provocările vehiculelor naturale
Multe celule produc mici structuri asemănătoare unor bule, numite vezicule extracelulare, care transportă proteine, acizi nucleici și alte molecule prin organism. Fiind vehiculele naturale de transport ale corpului, acestea sunt considerate promițătoare pentru administrarea de medicamente în tratamentul cancerului, al tulburărilor neurologice, al bolilor cardiovasculare și al altor afecțiuni.
Cu toate acestea, modificarea veziculelor pentru livrarea de medicamente s-a dovedit dificilă. Ele pot fi absorbite de numeroase tipuri de celule, ceea ce duce la acumularea lor în țesuturi nedorite și le limitează eficacitatea ca terapii țintite. În același timp, adaptarea lor pentru livrare direcționată este adesea costisitoare și complexă din punct de vedere tehnic.
Un sistem modular, ieftin și rapid
Noua platformă dezvoltată de echipa de la Carnegie Mellon, numită EZON, rezolvă ambele probleme simultan: împiedică veziculele să se lege de celulele greșite și le ghidează către țintele precise.
Sistemul se bazează pe o etichetă ADN special concepută, cu două funcții. Un capăt acționează ca o ancoră care se fixează pe proteinele de la suprafața veziculei și o ajută să nu adere la celulele nedorite. Celălalt capăt funcționează ca o etichetă de adresă, ajutând vezicula modificată să recunoască și să se atașeze de anumite celule canceroase.
„EZON reprezintă un progres în ingineria suprafețelor la scară nanometrică și are relevanță terapeutică directă și aplicabilitate largă, indiferent de sursa veziculelor și de tipul încărcăturii”, a explicat Subha Das, profesor asociat de chimie în cadrul Mellon College of Science. „Având în vedere simplitatea platformei, orice cercetător care lucrează cu vezicule extracelulare de mamifer poate utiliza EZON cu oligonucleotide nemodificate disponibile comercial, într-o singură după-amiază.”
Abordarea este extrem de adaptabilă: prin schimbarea unei părți a secvenței de ADN, cercetătorii pot redirecționa veziculele către diferite tipuri de celule, ceea ce extinde potențialul tehnologiei dincolo de o singură formă de cancer.
„Pentru mine, partea interesantă este flexibilitatea”, a spus Blum. „Designul este modular, permițându-ți să alegi care secvență de afișare funcționează cel mai bine pentru sarcina respectivă. Nu doar că acest lucru deschide calea către o varietate de tratamente anticancerigene, dar deschide și ușa către ținte non-cancerigene, permițându-ți să faci lucruri precum tratarea bolilor imunitare și altele.”
Modificare în câteva ore, la costuri reduse
Cu EZON, procesul de modificare a veziculelor durează doar câteva ore și folosește materiale ușor disponibile. Platforma oferă, de asemenea, o reducere semnificativă a costurilor față de multe dintre metodele existente de inginerie a veziculelor, păstrând în același timp flexibilitatea necesară pentru o gamă largă de aplicații terapeutice.
Blum și Das speră ca tehnologia să accelereze dezvoltarea unor tratamente mai precise pentru cancer și alte boli, făcând totodată terapiile bazate pe vezicule extracelulare mai ușor și mai ieftin de produs.
