Kanker peneliti terus harapan besar bahwa asam nukleat berbasis terapi, seperti gen antikanker, oligonukleotida antisense, dan RNA campur kecil (siRNA) molekul, akan terbukti menjadi agen antitumor kuat.
Salah satu alasan untuk optimisme adalah bahwa berbagai bahan nano menunjukkan keberanian mereka sebagai agen pengiriman untuk molekul-molekul biologis potensial tapi tidak stabil. Tiga laporan baru menyoroti kemajuan di bidang ini.
Salah satu studi, diterbitkan dalam jurnal Gene Therapy oleh Hideyoshi Harashima, Ph.D., dan koleganya di Universitas Hokkaido di Jepang, menggambarkan perkembangan dari apa yang peneliti sebut perangkat amplop-jenis multifungsi nano (MEND) dirancang untuk meneteskan lapisan pelindung hanya bila terjadi kontak dengan sel tumor. Dengan lapisan ini dihapus, nanopartikel memasuki sel-sel tumor dan aman memberikan muatan asam nukleat.
Ketika disuntikkan ke dalam aliran darah, perangkat nano berisi lapisan poli (etilen glikol), atau PEG, polimer biokompatibel yang melindungi nanopartikel dari izin yang cepat dari tubuh. Namun, ini pelapisan PEG mengganggu kemampuan gen terapeutik terkandung dalam MEND dari mengekspresikan dalam sel tumor dan efek yang diinginkan mengerahkan terapi mereka. Para peneliti menyelesaikan konflik ini dengan menambahkan linker antara lapisan PEG dan permukaan MEND. Sebuah enzim yang dikenal sebagai matriks metaloproteinase (MMP), ditemukan di ruang antara sel-sel tumor, dapat membelah linker ini, membebaskan MEND lapisan PEG nya.
Studi dengan budidaya sel tumor menunjukkan bahwa mekanisme peluruhan PEG-bekerja sebagaimana dimaksud hanya jika sel-sel tumor memproduksi MMP. Ketika MMP hadir, MEND partikel secara efektif menyampaikan gen antitumor yang kemudian mengekspresikan dalam sel-sel yang ditargetkan. Namun, ketika para peneliti menambahkan MEND ini ke tipe sel tumor yang kedua, yang tidak menghasilkan MMP, tingkat ekspresi gen adalah 95 persen lebih sedikit daripada di-positif sel MMP. Penelitian selanjutnya pada tikus bantalan MMP-tumor dikonfirmasi mengungkapkan hasil ini - tingkat ekspresi gen antikanker pada tumor adalah 100 kali lipat lebih tinggi pada tikus dosis dengan peluruhan-MEND PEG dibandingkan dengan tingkat diamati pada tikus yang menerima PEG lapisan nanopartikel yang tetap utuh .
Mengambil pendekatan yang berbeda, sebuah tim peneliti dipimpin oleh Uwe Zangemeister-Wittke, Ph.D., di University of Zurich di Swiss telah mengembangkan lipid nanopartikel berbasis dirancang untuk mengikat dengan protein sel kanker yang dikenal sebagai molekul adhesi sel epitel (EpCAM ). Seperti yang mengikat terjadi, nanopartikel ini cepat diambil oleh sel-sel tumor. Setelah masuk sel, nanopartikel rilis sebuah oligonukleotida antisense yang menutup produksi dua protein yang dikenal sebagai bcl-2 dan bcl-xL. Tanpa protein, sel-sel tumor diperlakukan menjadi sensitif terhadap doxorubicin obat antikanker.
Penelitian ini, yang diterbitkan dalam jurnal Molecular Cancer Therapeutics, dimulai dengan para peneliti mengembangkan sebuah fragmen antibodi yang mengikat EpCAM manusia. Mereka kemudian dilampirkan ini fragmen antibodi ke lipid nanopartikel berbasis dan menunjukkan bahwa nanopartikel diambil efisien dengan mengekspresikan EpCAM-sel tumor dan tidak sama sekali oleh sel-sel yang tidak mengungkapkan EpCAM. Berdasarkan hasil ini, para peneliti kemudian dimuat nanopartikel ditargetkan dengan agen antisense terapi dan menambahkannya ke EpCAM-mengekspresikan padat sel tumor manusia. Produksi bcl-2 dan bcl-xL turun sebesar 70 persen dan 60 persen, masing-masing. Sebaliknya, non-target nanopartikel dan bertarget nanopartikel EpCAM sarat dengan oligonukleotida acak tidak berpengaruh pada produksi protein.
Sel-sel tumor yang memproduksi bcl-2 dan bcl-xL yang tahan terhadap agen antikanker banyak karena protein ini mencegah sel-sel dari menjalani apoptosis pada respon terhadap kemoterapi. Tapi setelah pengobatan dengan nanopartikel ditargetkan, sel tumor menyerah cepat doxorubicin. Para peneliti menghitung bahwa nanopartikel mereka meningkat sensitivitas sel tumor terhadap efek mematikan doksorubisin sebanyak lima kali lipat.
Sementara itu, sekelompok peneliti yang dipimpin oleh Yong Zhang, Ph.D., di Universitas Nasional Singapura, telah mengembangkan kuantum dot berbasis nanopartikel yang memungkinkan para peneliti untuk memberikan molekul siRNA untuk sel tumor dan melacak bahwa nanopartikel berhasil dikirim mereka kargo. Pekerjaan ini dilaporkan dalam jurnal Biomaterial.