Podia a nanotecnologia girar o interruptor do suicídio da célula cancerosa para trás sobre? Uma entrevista com professor Dipanjan Bandeja

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

Pode você por favor esboçar sua pesquisa mais atrasada onde você provocou o interruptor do ` do apoptosis' sobre nas células cancerosas que forçam as para comprometer o suicídio do `'?

Antes que eu explique a descoberta, eu retiraria uma etapa e explicaria um evento interessante que ocorresse nas células cancerosas. As pilhas normais seguem um processo rápido e irreversível para erradicar eficientemente pilhas disfuncionais.

Este é um processo natural por que danificou pilhas comprometem o suicídio do `'. Este processo é sabido como o apoptosis ou a morte celular programada.

Diagrama do Apoptosis

Uma característica do cancro é sua capacidade original para escapar o apoptosis.  Actuam ` esperto' e contorneiam este fenômeno celular normal que conduz finalmente a crescimento celular descontrolado.

As mitocôndria, que é a fonte de energia na pilha, são os reguladores preliminares do suicídio celular. O trabalho de abertura de caminhos de Otto Warburg (vencedor de prémio nobel, 1931) e pletora de outro estuda conduzido à inferência que dano funcional às mitocôndria pode ser ligado ao cancro.

mecanismo da morte celular do apoptosis

Os estudos emergentes renovaram nosso interesse no metabolismo mitocondrial como um alvo concebível para a terapia do cancro. Para induzir sobre o interruptor do suicídio do `' traseiro, nossas voltas do trabalho a uma nanotecnologia altamente selectiva basearam a aproximação.  

Para modular a função mitocondrial, nós desenvolvemos os agentes que são ` mascarado', impedindo a descarga do agente activo durante a circulação sistemática.

O agente actua como um inibidor da quinase da desidrogenase do piruvato (PDK), uma enzima responsável para inverter a supressão do apoptosis mitocôndria-dependente.

3D ilustração das mitocôndria, os fornecedores da energia de uma pilha eucariótica

Este o ` mascarou' os nanoparticles minúsculos do formulário dos agentes que seguem um processo químico muito controlado.  Devido a seu tamanho minúsculo, são pegados selectivamente pelo vasculature gotejante do tumor do `'.

' O formulário mascarado ` do agente torna-se então provocado uma vez que obtem interiorizado em uma célula cancerosa e após o efeito de determinadas enzimas abundantes nas células cancerosas. A aproximação certifica o uso da fracção das dosagens da droga, deixando cair a toxicidade total ao aumentar a eficácia total.

Nosso sucesso é demonstrado in vitro e igualmente em um modelo do rato. Com revelação mais adicional, esta aproximação podia oferecer a esperança nova para pacientes que sofre de cancro com melhorias muito desejadas em seu regime de tratamento com opções disponíveis do tratamento.

Como você se certificou de que a permeação dos haloacetates através da sangue-cérebro-barreira não ocorreu?

Nós estamos usando haloacetates - halogênio que contem moléculas orgânicas pequenas. Um dos agentes que nós estamos usando contem o cloro e é um subproduto comum da cloração da água.

Interessante, estas moléculas baseadas em sua polaridade, são absorvidas facilmente pelo corpo e mostram a tendência alta para a permeação através da barreira do cérebro do sangue.

Esta característica original faz seu acesso ao cérebro um pouco fácil, levantando a toxicidade neurológica e relacionada severa.

Nós usamos a química elegante para desenvolver' um formulário camuflado ` destes agentes, de maneira tal que não obtivessem ativados até que encontre o alvo desejado (isto é célula cancerosa).

Além disso, estes agentes auto-montam nos nano-relativo à partícula ínfima minúsculos que são pegados selectivamente pelos tumores por seu vasculature gotejante um defeito comum conhecido como factores aumentados ` da permeabilidade e da retenção'.

a Sangue-cérebro-barreira é compreendida da junção apertada de pilhas endothelial. Haloacetates que está em um formulário protegido e dentro de um ambiente nano não pode ter o acesso fácil através da barreira do cérebro do sangue.

Astrocyte em colaboração com um vaso sanguíneo e os neurônios em um fundo branco

Que agente você usou como o material do precursor e porque é este que excita particularmente?

Haloacetates é moléculas pequenas de conhecimento geral. Uma vez dos agentes, o ácido dichloroacetic (DCA) é um subproduto comum da cloração da água.

Estes agentes são baratos, nao proprietários. O acesso fácil a estas moléculas fará a química mais adicional simples e altamente escalável a custo razoável, fazendo a formulação nano amplamente disponível para o uso das pacientes que sofre de cancro.

Que técnicas foram usadas em sua pesquisa e que instrumentos eram chaves a obter seus resultados?

Nós estamos trabalhando em um problema biomedicável complexo que precise uma aproximação multidisciplinar de resolver. Meus estudantes e postdocs dos comboios do laboratório a ganhar expertize em disciplinas múltiplas da química, da biologia e da engenharia.

Para este projecto particular, uma vez a concepção do projecto da ideia e da inicial foi feita, os compostos foi seleccionada computacionalmente para estudar sua interacção com o alvo intracelular.

Neste caso, é enzima de um depositário de porta do `' nas mitocôndria conhecidas como a quinase da desidrogenase do piruvato (PDK). PDK é activado nas vastas gamas de cancros e nos significados na inibição selectiva de desidrogenase do piruvato para suprimir o apoptosis mitocondrial nas células cancerosas.

Uma vez que a selectividade comparativa foi estabelecida, as sínteses dos prodrugs foram empreendidas seguiram por físico-químico extensivo, in vitro e in vivo caracterizações.

O Dr. Santosh Misra, um pesquisador pos-doctoral em meus laboratórios conduziu o nanoformulation e os estudos biológicos usando técnicas tais como o sonication da ponta de prova, o microfluidization, o PCR, a electroforese do gel, o FACS e outros ensaios biológicos.

Fatemeh Ostadhossein, um aluno diplomado em meus laboratórios conduziu a maioria das caracterizações físico-químicas usando o dicroísmo dinâmico etc. da dispersão de luz, do TEM, o NMR, o circular.

Sua pesquisa foi realizado nos roedores, você pensa os resultados guardarará verdadeiro nos seres humanos?

Testar no modelo do roedor é uma maneira comum de mostrar a eficácia e o sucesso inicial sob o ambiente pré-clínico.

Estes resultados indicaram mechanistically e physiologically que estes agentes podem mostrar a eficácia em animais vivos. Umas revelações mais adicionais serão exigidas para mostrar não a toxicidade em modelos e na eficácia pré-clínicos em modelos animais maiores.

Que pesquisa mais adicional é necessário antes que esta tecnologia possa ser usada em um ajuste clínico?

Tipicamente, o caminho regulador para que um agente novo alcance a clínica poderia tomar uns muitos tempos qualquer coisa de 7-14 anos.  Contudo, nós podemos ter uma solução aqui.

O DCA tem uma longa história do uso humano, mas, os prodrugs (formulário camuflado) e o nanoformulation auto-montado não fazem. Nosso projecto permite que nós usem somente a qualidade de GRAS (` reconhecido geralmente como o cofre forte') dos materiais que incluem o lipido que é um componente essencial do sistema humano.

Nós precisamos uma avaliação pré-clínica detalhada da toxicidade de avaliar estes agentes. Para isso, as negociações mútuas são em andamento com agências governamentais.  O estudo da eficácia no grande modelo animal será executado igualmente paralelamente.

Uma vez que isso é realizado, um ensaio clínico poderia ser executado. Nós antecipamos um caminho relativamente mais rápido para traduzir clìnica estes agentes ao ser humano.

Se bem sucedida, que impacto podia esta aproximação ter para pacientes que sofre de cancro?

O tratamento custado para o cancro está aumentando agudamente. Em 2015 apenas, mais de $40 bilhões USD foram gastados em tratamentos oncotherapy e seus de suporte do cuidado. Em uma média algumas das drogas avançadas recentemente disponíveis custaram em torno de ~$20K pelo mês.

Este forte aumento no custo da medicamentação da oncologia é uma matéria de grande preocupação para a comunidade médica.

As coisas são mesmo mais ruins nos países em vias de desenvolvimento. É conseqüentemente da importância crítica que nós desenvolvemos novas tecnologias para fazer opções do tratamento amplamente disponíveis através da comunidade e ao redor do mundo.

Desde que estes agentes são derivados dos materiais baratos e as química executadas são relativamente directas, nós prevemos que o resultado satisfatório de nossos estudos terá o impacto significativo fazendo a terapia do cancro amplamente disponível para todos em uma fracção do custo de hoje.

Onde podem os leitores encontrar mais informação?

Podem ler nosso trabalho publicado aqui: http://www.nature.com/articles/srep28196

Sobre o prof. Dipanjan Bandeja

O prof. Dipanjan Bandeja, PhD, FRSC é um companheiro da sociedade real da química e de um perito na nanotecnologia, na ciência de materiais, na imagem lactente molecular e na entrega da droga.

É presentemente o director dos mestres no programa da engenharia na bioinstrumentação na faculdade da engenharia em Universidades de Illinois, um professor adjunto na tecnologia biológica, ciência de materiais e engenharia e instituto da sustentabilidade na energia e do ambiente nas Universidades de Illinois, Urbana-Campo, EUA.

Igualmente guardara uma posição a tempo completo da faculdade com instituto de Beckman para centro avançado do cancro da ciência e da tecnologia e das Universidades de Illinois.

Mais cedo era um professor adjunto na medicina, pesquisa na Faculdade de Medicina da universidade de Washington, St Louis. Sua pesquisa interdisciplinar desenvolve o nanomedicine personalizado próxima geração completamente dentro silico-à-na aproximação de vivo.

Ao longo dos anos, este trabalho conduziu às publicações de alto impacto numerosas em jornais científicos par-revistos, em patentes, em sumários e no apoio recebido do financiamento do NIH, do NSF, do AHA e das outras fontes.

É o fundador ou co-fundador de três partidas universitárias da biotecnologia para traduzir a solução baseada nanotecnologia para doenças humanas. Serve como um editor para relatórios científicos (natureza que publica) e igualmente actua como um membro de conselho consultivo editorial do produto farmacêutico molecular (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.

Citations

Please use one of the following formats to cite this article in your essay, paper or report:

  • APA

    Cashin-Garbutt, April. (2018, August 23). Podia a nanotecnologia girar o interruptor do suicídio da célula cancerosa para trás sobre? Uma entrevista com professor Dipanjan Bandeja. News-Medical. Retrieved on October 23, 2019 from https://www.news-medical.net/news/20160815/Could-nanotechnology-turn-back-on-the-cancer-cell-suicide-switch-An-interview-with-Professor-Dipanjan-Pan.aspx.

  • MLA

    Cashin-Garbutt, April. "Podia a nanotecnologia girar o interruptor do suicídio da célula cancerosa para trás sobre? Uma entrevista com professor Dipanjan Bandeja". News-Medical. 23 October 2019. <https://www.news-medical.net/news/20160815/Could-nanotechnology-turn-back-on-the-cancer-cell-suicide-switch-An-interview-with-Professor-Dipanjan-Pan.aspx>.

  • Chicago

    Cashin-Garbutt, April. "Podia a nanotecnologia girar o interruptor do suicídio da célula cancerosa para trás sobre? Uma entrevista com professor Dipanjan Bandeja". News-Medical. https://www.news-medical.net/news/20160815/Could-nanotechnology-turn-back-on-the-cancer-cell-suicide-switch-An-interview-with-Professor-Dipanjan-Pan.aspx. (accessed October 23, 2019).

  • Harvard

    Cashin-Garbutt, April. 2018. Podia a nanotecnologia girar o interruptor do suicídio da célula cancerosa para trás sobre? Uma entrevista com professor Dipanjan Bandeja. News-Medical, viewed 23 October 2019, https://www.news-medical.net/news/20160815/Could-nanotechnology-turn-back-on-the-cancer-cell-suicide-switch-An-interview-with-Professor-Dipanjan-Pan.aspx.