'DNA origami' mengatasi sel barah yang tahan banyak ubat
Alat DNA yang menggabungkan terapi gen dengan kemoterapi dapat menjadi cara baru yang menjanjikan untuk mengalahkan sel-sel kanser yang tahan banyak ubat.
Alat ini adalah "nanoplatform DNA yang disesuaikan" yang dapat membawa ubat kemoterapi ke dalam sel barah yang disasarkan dan juga membungkam gen ketahanan ubat sel.
Teknik ini adalah karya para saintis di Pusat Nasional Nanosains dan Teknologi di Beijing, China.
Makalah terbaru dalam jurnal Edisi Antarabangsa Angewandte Chemie memberikan penjelasan terperinci mengenai bagaimana pasukan itu mengembangkan dan menguji nanoplatform DNA.
Rawatan ubat telah meningkatkan kadar kelangsungan hidup dan kualiti hidup bagi penghidap barah.
Walau bagaimanapun, terdapat banyak kes di mana kanser bertindak balas dengan baik pada rawatan pada mulanya tetapi kemudian kambuh atau kembali kerana ketahanan terhadap ubat.
Pengambilan ubat
Para saintis telah mengenal pasti beberapa mekanisme sel yang memungkinkan atau meningkatkan daya tahan dadah dalam barah.
Salah satunya adalah "efflux ubat," proses di mana protein transporter mengepam ubat keluar dari tubuh sel melalui membrannya. Mekanisme efflux wujud "di semua sel hidup," bukan hanya sel barah.
Sebagai contoh, sel-sel di dinding usus mempunyai banyak protein transporter yang mengepam ubat dan agen berbahaya lain kembali ke saluran pencernaan.
Terima kasih kepada penyelidikan yang luas, para saintis sekarang tahu banyak tentang peranan mekanisme eflux dan protein pengangkut dalam mengembangkan daya tahan ubat dalam barah.
Salah satu protein pengangkut pertama yang mereka kenal pasti adalah protein yang dikodkan oleh Multi-Drug Resistance Gene 1 (MDR1).
Kajian juga menunjukkan bahawa apabila organ tertentu menjadi barah, tisu mereka mula mengekspresikan MDR1 lebih kuat.
Satu kajian, khususnya, mendapati bahawa rawatan dengan ubat antikanser kuat doxorubicin sangat meningkatkan ekspresi MDR1 pada sel barah tetapi bukan sel paru-paru yang sihat.
Penargetan sel dan penyenyap gen
Oleh itu, sementara ubat mungkin sangat baik dalam membunuh sel barah, jika sel menjadi lebih baik untuk mengusirnya, akhirnya ubat tersebut tidak akan berada di dalam sel cukup lama untuk berkuatkuasa.
Untuk mengatasi masalah ini, para penyelidik barah sedang mencari cara untuk mematikan gen yang mendorong pengeluaran ubat dalam sel tumor.
Salah satu pendekatan untuk mematikan pam efflux adalah teknik membungkam gen yang disebut gangguan RNA (RNAi). Ini menggunakan molekul yang disebut templat transkripsi RNA untuk mengganggu ekspresi gen dalam sel.
Namun, agar rawatan menjadi efektif, templat transkripsi RNA harus dilepaskan di dalam tubuh sel, atau sitoplasma. Kedua, ini harus berlaku pada masa yang sama dengan memberikan ubat yang membunuh sel. Dan ketiga, sel yang sihat mesti tetap tidak tersentuh.
Nanoplatform DNA baru memenuhi ketiga-tiga keperluan - ia secara khusus mensasarkan sel-sel kanser, ia memberikan ubat antikanker ke bahagian dalamnya, dan ia mematikan gen yang mendorong pam eflux mereka untuk memberi ubat masa bekerja.
Pasukan ini menggunakan teknik "DNA origami" untuk membuat platform yang merangkumi semua komponen yang diperlukan agar perkara ini dapat terjadi.
Dengan menggunakan pendekatan yang mapan, para saintis dapat membuat platform DNA yang terdiri daripada bentuk molekul sederhana dan rumit yang cukup kecil untuk berfungsi di peringkat sel.
Dalam kes ini, pasukan membuat struktur sederhana yang dipasang sendiri menjadi bentuk nanoplat DNA segitiga. Platform ini mempunyai beberapa laman web yang dapat mengikat pelbagai "unit berfungsi."
'Strategi baru untuk tumor tahan pelbagai ubat'
Para penyelidik menguji kemampuan platform DNA untuk memberikan templat transkripsi RNA secara selektif dan ubat kemoterapi doxorubicin pertama pada kultur sel dan kemudian pada tikus dengan tumor tahan banyak ubat.
Mereka menggunakan "dua templat transkripsi RNA jepit rambut linier." Salah satunya mengurus pembungkusan gen, dan yang lain mengurus pengenalan dan penyisipan sel.
Hasil kajian menunjukkan bahawa "platform DNA yang disesuaikan" sangat efektif pada kedua-dua penyampaian selektif dan pembebasan kedua item tersebut. Ini juga menghasilkan kadar pembunuhan tumor yang sangat selektif.
Pasukan mengatakan bahawa kajian menunjukkan bagaimana membuat struktur nano yang memberikan kemoterapi secara selektif ke sel-sel kanser sambil juga menekan ketahanan ubat menggunakan pembungkusan gen tanpa membahayakan tisu yang sihat.
Mereka menyarankan agar juga dapat menyesuaikan platform DNA untuk digunakan dalam berbagai perawatan dengan mengubah target, muatan, dan strategi pengiriman.
Penulis membuat kesimpulan:
"Nanoplatform DNA yang disesuaikan ini, yang menggabungkan terapi RNAi dan kemoterapi, menyediakan strategi baru untuk rawatan tumor tahan banyak ubat."
