Nanoboty, które mogą dostarczyć ładunek leków i innych środków są od lat badane jako metody leczenia raka.
W jednym z najnowszych osiągnięć naukowcy z Université de Montréal (UdeM) opracowali nową klasę transporterów leków zbudowanych z DNA, które są 20 000 razy mniejsze niż szerokość ludzkiego włosa – czytamy w komunikacie prasowym opublikowanym przez tę instytucję.
Po dostarczeniu do myszy nanotransportery były w stanie utrzymać lek we krwi przez 18 razy dłużej niż konwencjonalny system dostarczania, co dowodzi ich skuteczności w leczeniu raka i innych chorób.
Dostarczanie leków do celu
Leki na raka zwykle przyjmują podejście rozproszone. Chemioterapeutyki nieuchronnie uderzają w zdrowe komórki postronne, jednocześnie niszcząc guzy, co powoduje niezliczoną ilość skutków ubocznych.
Ponadto pacjenci otrzymują powtarzane dawki leków w regularnych odstępach czasu, ponieważ większość leków ulega degradacji po przedostaniu się do krwiobiegu
Nanoboty mogłyby obejść ten problem, chroniąc lek do momentu dostarczenia go do zamierzonego celu.
Te miniaturowe maszyny mogłyby również nawigować bezpośrednio do guza i inteligentnie rozmieszczać ładunek terapeutyczny dokładnie tam, gdzie jest potrzebny, bez szkód ubocznych.
Mając to na uwadze, zespół kierowany przez profesora UdeM Alexisa Vallée-Bélisle’a wymyślił potencjalne rozwiązanie wykorzystujące nanotechnologię inspirowaną biologią.
Opracowali oni oparte na DNA transportery leków, które naśladują zdolność transporterów białkowych występujących w żywych organizmach do utrzymywania precyzyjnego stężenia określonych cząsteczek w organizmie.
„Odkryliśmy, że żywe organizmy zatrudniają transportery białkowe, które są zaprogramowane do utrzymania precyzyjnego stężenia kluczowych cząsteczek, takich jak hormony tarczycy i że siła interakcji między tymi transporterami a ich cząsteczkami dyktuje precyzyjne stężenie wolnej cząsteczki”
Alexis Vallée-Bélisle.
Zespół opracował dwa transportery oparte na DNA: jeden dla chininy, leku przeciwmalarycznego, a drugi dla doksorubicyny, leku powszechnie stosowanego w leczeniu raka piersi i białaczki.
Wykazali oni, że te sztuczne transportery mogą być łatwo zaprogramowane do dostarczania i utrzymywania dowolnego specyficznego stężenia leku w organizmie.
Inną ekscytującą cechą tych nanotransporterów jest to, że mogą być używane jako rezerwuary leku, aby zminimalizować jego dawkę i mogą być kierowane do określonych części ciała, skutecznie zmniejszając efekty uboczne leku.
Zmniejszona kardiotoksyczność u myszy poddanych działaniu nanotechnologii
Aby wykazać ich skuteczność, naukowcy przeprowadzili badania in-vivo na myszach. Wykazali, że nowy transporter leku opracowany dla doksorubicyny mógł utrzymywać lek we krwi przez 18 razy dłużej niż konwencjonalne metody dostarczania.
Zapobiegał również wypłukiwaniu leku do innych organów, takich jak serce, płuca i utrzymywał myszy w lepszym stanie zdrowia, o czym świadczył ich normalny przyrost masy ciała.
„Na razie zademonstrowaliśmy zasadę działania tych nanotransporterów dla dwóch różnych leków. Ale dzięki wysokiej programowalności chemii DNA i białek można teraz zaprojektować te transportery, aby precyzyjnie dostarczać szeroką gamę cząsteczek terapeutycznych”
Alexis Vallée-Bélisle
Nanotransportery w leczeniu nowotworów krwi?
Patrząc w przyszłość, zespół zamierza przeprowadzić badania kliniczne, aby potwierdzić swoje odkrycie. Ponieważ nanotransporter doksorubicyny może utrzymać lek w krążeniu krwi, mógłby być idealny do leczenia nowotworów krwi.
„Przewidujemy, że podobne nanotransportery mogą być również opracowane w celu dostarczenia leków do innych specyficznych miejsc w organizmie i zmaksymalizowania obecności leku w miejscach występowania guzów. To drastycznie poprawiłoby skuteczność leków, a także zmniejszyło ich skutki uboczne”
prof. Alexis Vallée-Bélisle
