La nanotechnologie a-t-elle pu tourner le contact de suicide de cellule cancéreuse de retour en circuit ? Une entrevue avec professeur Dipanjan Pan

Professor Dipanjan PanTHOUGHT LEADERS SERIES...insight from the world’s leading experts

Pouvez-vous s'il vous plaît donner votre dernière recherche où vous avez déclenché le contact de ` d'apoptose' en circuit en cellules cancéreuses les forçant pour commettre le suicide de `' ?

Avant que j'explique la découverte, je rapporterais une mesure et expliquerais un événement intéressant qui a lieu dans les cellules cancéreuses. Les cellules normales suivent un procédé rapide et irréversible pour supprimer efficacement les cellules dysfonctionnelles.

C'est un procédé naturel par lequel a endommagé des cellules commettent le suicide de `'. Ce procédé est connu comme apoptose ou mort cellulaire programmée.

Tableau d

Une caractéristique de cancer est leur seule capacité d'échapper à l'apoptose.  Ils agissent ` sec' et dérivent ce phénomène cellulaire normal menant éventuel à l'accroissement cellulaire excessif.

Les mitochondries, qui est la source d'énergie dans la cellule, sont les régulateurs primaires du suicide cellulaire. Le travail pilote d'Otto Warburg (gagnant du prix Nobel, 1931) et pléthore d'autre étudie mené à l'inférence que les dégâts fonctionnels aux mitochondries peuvent être joints au cancer.

mécanisme de la mort cellulaire d

Les études apparaissantes ont remplacé notre intérêt pour le métabolisme mitochondrial comme objectif concevable pour le traitement du cancer. Pour obtenir le contact de suicide de `' arrière en circuit, nos spires de travail à une nanotechnologie hautement sélectrice ont basé l'approche.  

Pour moduler le fonctionnement mitochondrial, nous avons développé les agents qui sont ` masqué', entravant l'écoulement de l'agent actif pendant la circulation systémique.

L'agent agit en tant qu'inhibiteur de kinase de déshydrogénase de pyruvate (PDK), une enzyme responsable de renverser l'élimination de l'apoptose mitochondrie-dépendant.

3D illustration des mitochondries, les fournisseurs d

Ces le ` a masqué' les nanoparticles minuscules de forme d'agents suivant un procédé chimique très réglé.  En raison de leur taille minuscule, ils sont sélecteur repris par réseau vasculaire inétanche de tumeur de ` le'.

La' forme masquée par ` de l'agent devient alors déclenchée une fois qu'elle obtient internalisée dans une cellule cancéreuse et après l'effet de certaines enzymes abondantes en cellules cancéreuses. L'approche certifie l'utilisation de la fraction des posologies de médicament, relâchant la toxicité générale tout en augmentant l'efficacité générale.

Notre réussite est expliquée in vitro et également dans un modèle de souris. Avec le développement ultérieur, cette approche a pu offrir l'espoir neuf pour des malades du cancer avec des améliorations beaucoup désirées de leur régime thérapeutique avec des options abordables de demande de règlement.

Comment vous êtes-vous assuré que la perméation des haloacetates par la barrière hémato-encéphalique ne s'est pas produite ?

Nous employons des haloacetates - petites molécules organiques halogénées. Un des agents que nous employons contiennent le chlore et sont un dérivé courant de chloration de l'eau.

Intéressant, ces molécules basées sur leur polarité, sont facilement absorbées par le fuselage et montrent la tendance élevée pour la perméation par le barrage hématoméningé.

Cette seule caractéristique rend leur accès au cerveau plutôt facile, posant la toxicité neurologique et relative sévère.

Nous avions l'habitude la chimie élégante pour développer une' forme camouflée par ` de ces agents, de façon qu'ils n'obtiennent pas activés jusqu'à ce qu'elle trouve l'objectif désiré (c.-à-d. la cellule cancéreuse).

En outre, ces agents auto-montent dans les nano-substances particulaires minuscules qui sont sélecteur reprises par les tumeurs par leur vascularisation inétanche une défectuosité courante connue sous le nom de des facteurs améliorés de perméabilité et d'assemblage à `'.

La barrière hémato-encéphalique est composée de la jonction serrée des cellules endothéliales. Haloacetates étant sous une forme protégée et dans un environnement nano ne peut pas avoir accès facile par le barrage hématoméningé.

Astrocyte en association avec un vaisseau sanguin et des neurones sur un mouvement propre blanc

Quel agent est-ce que vous avez-vous employé comme matériau de précurseur et pourquoi ceci excite en particulier ?

Haloacetates sont largement les petites molécules connues. Une fois des agents, l'acide dichloroacetic (DCA) est un dérivé courant de chloration de l'eau.

Ces agents sont peu coûteux, non de propriété industrielle. L'accès facile à ces molécules rendra la chimie supplémentaire simple et hautement évolutive à un coût raisonnable, rendant la formulation nanoe largement - procurable pour l'usage de malades du cancer.

Quelles techniques ont été employées dans votre recherche et quelles instruments étaient principaux à obtenir vos résultats ?

Nous travaillons sur un problème biomédical complexe qui a besoin d'une approche multidisciplinaire pour résoudre. Mes stagiaires et postdocs de trains de laboratoire à gagner expertize dans des disciplines multiples de chimie, de biologie et de bureau d'études.

Pour ce projet particulier, une fois la conception du modèle d'idée et d'initiale ont été effectuées, les composés ont été examinées de calcul pour étudier leur interaction avec l'objectif intracellulaire.

Dans ce cas, c'est enzyme d'un garde-porte de `' dans des mitochondries connues sous le nom de kinase de déshydrogénase de pyruvate (PDK). PDK est activé dans les larges gammes de cancers et les significations dans l'inhibition sélectrice de la déshydrogénase de pyruvate pour supprimer l'apoptose mitochondrial en cellules cancéreuses.

Une fois que la sélectivité comparative était déterminée, les synthèses des prodrogues ont été entreprises ont suivi de physico-chimique considérable, in vitro et in vivo des caractérisations.

M. Santosh Misra, un chercheur post-doctoral dans mes laboratoires a entrepris le nanoformulation et les études biologiques utilisant des techniques telles que la sonication de sonde, le microfluidization, l'ACP, l'électrophorèse en gel, le FACS et d'autres analyses biologiques.

Fatemeh Ostadhossein, un étudiant de troisième cycle dans mes laboratoires a conduit la majorité des caractérisations physico-chimiques utilisant le dichroïsme dynamique etc. de dispersion de la lumière, de TEM, RMN, circulaire.

Votre recherche avez-vous été effectué dans les rongeurs, pensez-vous les résultats jugerez-vous vrai chez l'homme ?

Le contrôle dans le modèle de rongeur est une voie courante de montrer l'efficacité et le premier succès sous l'environnement préclinique.

Ces résultats ont indiqué mécaniste et physiologique que ces agents peuvent montrer l'efficacité chez les animaux vivants. Des développements ultérieurs seront exigés pour montrer non la toxicité dans les modèles et l'efficacité précliniques dans de plus grands modèles animaux.

Quelle autre recherche est nécessaire avant que cette technologie puisse être employée dans un réglage clinique ?

Type, la voie de réglementation pour qu'un agent neuf atteignent la clinique pourrait prendre un bon moment quelque chose de 7-14 ans.  Cependant, nous pouvons avoir une solution ici.

Le DCA a une longue histoire d'usage humain, mais, les prodrogues (forme camouflée) et le nanoformulation auto-monté ne fait pas. Notre modèle nous permet d'employer seulement qualité de GRAS (` généralement identifié comme coffre-fort la') des matériaux comprenant le lipide qui est un élément essentiel de système humain.

Nous avons besoin d'une évaluation préclinique en profondeur de toxicité pour évaluer ces agents. Pour cela, les entretiens mutuels sont en cours avec des agences gouvernementales.  L'étude d'efficacité dans le grand modèle animal sera également réalisée en parallèle.

Une fois que ce fait, un test clinique pourrait être effectué. Nous anticipons une voie relativement plus rapide pour traduire cliniquement ces agents à l'être humain.

Si couronnée de succès, quel choc cette approche a-t-elle pu avoir pour des malades du cancer ?

Le coût de demande de règlement pour le cancer augmente tranchant. En 2015 seulement, plus de $40 milliards USD ont été dépensés sur ses de traitement symptomatique demandes de règlement oncotherapy et. Sur une moyenne certains des médicaments avancés neuf procurables ont coûté autour de ~$20K par mois.

Cette hausse forte du coût du médicament d'oncologie est une question préoccupante la grande préoccupation pour le corps médical.

Les choses sont encore plus mauvaises dans les pays en développement. Elle est pour cette raison d'importance critique que nous développons des technologies neuves pour effectuer des options de demande de règlement largement - procurable en travers de la communauté et dans le monde entier.

Puisque ces agents sont dérivés des matériaux peu coûteux et les chimies exécutées sont relativement droites, nous envisageons que le succès de nos études aura l'impact important en effectuant le traitement du cancer largement - procurable pour chacun à une fraction de coût d'aujourd'hui.

Où peuvent les lecteurs trouver plus d'informations ?

Ils peuvent afficher notre travail publié ici : http://www.nature.com/articles/srep28196

Au sujet de prof. Dipanjan Pan

Prof. Dipanjan Pan, PhD, FRSC est un camarade de la société royale de la chimie et d'un expert en matière de nanotechnologie, de science des matériaux, de représentation moléculaire et de distribution de médicament.

Il est actuellement le directeur des maîtres dans le programme de bureau d'études dans la bioinstrumentation à l'université de l'ingéniérie à l'Université de l'Illinois, un professeur adjoint en bio-ingénierie, les matériaux scientifique et technique et l'institut de l'aptitude à soutenir des opérations prolongées dans l'énergie et de l'environnement à l'Université de l'Illinois, l'Urbana-Champagne, Etats-Unis.

Il retient également une position à plein temps de corps enseignant avec l'institut de Beckman pour le centre de lutte contre le cancer avancé de la science et technologie et d'Université de l'Illinois.

Plus tôt il était un professeur adjoint en médicament, recherche à l'École de Médecine d'université de Washington, St Louis. Sa recherche interdisciplinaire développe le nanomedicine personnalisé de prochain rétablissement dedans silico-à-dans l'approche de vivo.

Au cours des années, ce travail a résulté en nombreuses publications à haute impression dans les tourillons scientifiques pair-observés, les brevets, les résumés et le support reçu du financement du NIH, du NSF, de l'AHA et d'autres sources.

Il est le fondateur ou co-fondateur de trois mises en train d'origine universitaire de biotechnologie pour traduire la solution basée par nanotechnologie pour les maladies humaines. Il sert d'éditeur aux états scientifiques (nature publiant) et agit également en tant que membre du conseil consultatif éditorial de la pharmacie moléculaire (ACS).

April Cashin-Garbutt

Written by

April Cashin-Garbutt

April graduated with a first-class honours degree in Natural Sciences from Pembroke College, University of Cambridge. During her time as Editor-in-Chief, News-Medical (2012-2017), she kickstarted the content production process and helped to grow the website readership to over 60 million visitors per year. Through interviewing global thought leaders in medicine and life sciences, including Nobel laureates, April developed a passion for neuroscience and now works at the Sainsbury Wellcome Centre for Neural Circuits and Behaviour, located within UCL.

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