Исследователи в Калифорнийском технологическом институте (Калифорнийский технологический институт) спроектировали существенно новый подход к убийству раковых клеток. Процесс – развитый Найлсом Пирсом, адъюнкт-профессором прикладной и вычислительной математики и биоинженерии в Калифорнийском технологическом институте и его коллег – использует маленькие молекулы РНК, которые могут быть запрограммированы, чтобы напасть только на определенные раковые клетки; тогда, путем изменения формы, те молекулы заставляют раковые клетки самоликвидироваться.В обычном химиотерапевтическом лечении рака пациентам дают препараты что поведения клетки – мишени, типичные для – но не исключительные к – раковые клетки. Например, лекарства от рака обычно нападают на клетки, делящиеся быстро, потому что такое ускоренное подразделение является признаком большинства раковых клеток.
К сожалению, быстрое клеточное деление является свойством нормальных клеток в костном мозге, пищеварительном тракте и волосяных фолликулах, и таким образом, эти клетки также убиты, приведя к массе изнурительных побочных эффектов.Лучший метод, говорит Пирс, должен создать препараты, которые могут сначала отличить раковые клетки от здоровых клеток и затем, как только те клетки были определены, отметьте их для деструкции; другими словами, чтобы произвести молекулы, диагностирующие раковые клетки прежде, чем ликвидировать их. Этот тип терапии мог покончить с побочными эффектами, связанными с обычным химиотерапевтическим лечением. Это также могло быть скроено на молекулярном уровне к отдельным раковым образованиям, делая его уникально определенным.
В газете, намеченной, чтобы казаться онлайновой, неделя от 6 сентября в Продолжениях Национальной академии наук (PNAS), Пирса и его коллег описывает просто такой процесс. Это использует молекулы формы шпильки, известные как маленькие условные РНК, которые являются меньше чем 30 парами азотистых оснований в длине. (Средний ген является тысячами пар азотистых оснований долго.)Метод исследователей включает использование двух различных вариантов маленькой условной РНК. Каждый разработан, чтобы быть дополнительным к, и таким образом связать с, последовательность РНК, уникальная для определенной раковой клетки – говорят, клетки глиобластомы, агрессивной опухоли головного мозга.
Чтобы связать с той мутацией рака, шпилька РНК должна открыться – изменение молекулы от одной формы в другого – который, в свою очередь, подвергает последовательности, которая может спонтанно связать со вторым типом шпильки РНК. Открытие второй шпильки тогда показывает последовательность, связывающую с первым типом шпильки и т.д.Таким образом обнаружение маркера рака РНК вызывает самосборку длинного двухспирального полимера РНК. Как часть врожденной антивирусной иммунной реакции, клетки человека защищают от инфекции с помощью белка, названного протеинкиназой R (PKR), чтобы искать длинную двухспиральную вирусную РНК, которая не должна присутствовать в здоровых клетках человека.
Если PKR действительно обнаруживает длинную двухспиральную РНК в клетке, белок вызывает путь некроза клеток, чтобы устранить клетку. «Маленькие условные РНК обманывают раковые клетки в самоликвидацию путем отборного формирования длинных двухспиральных полимеров РНК, подражающих вирусной РНК», говорит Пирс. «Нет, однако, никакого вируса».Проникните и его коллеги проверили процесс на выращенных лабораторией клетках человека, полученных из трех типов раковых образований: глиобластома, рак простаты и саркома Юинга (тип опухоли кости). «Мы использовали три различных пары маленьких условных РНК», с каждой парой, разработанной, чтобы признать маркер, нашел в одном из трех типов рака, объясняет он. «Молекулы вызвали 20-к 100-кратному понижению чисел раковых клеток, содержащих предназначенные маркеры рака РНК, но никакое измеримое сокращение клеток, испытывающих недостаток в маркерах». Например, он объясняет, «лекарственное средство 1 убитый рак 1, но не раковые образования 2 и 3, в то время как лекарственное средство 2 убило рак 2, но не раковые образования 1 и 3, и лекарственное средство 3 убитых рака 3, но не раковые образования 1 и 2».
«Концептуально», Пирс говорит, «маленькие условные РНК служат универсальной основой для того, чтобы диагностировать и лечить заболевание одна клетка за один раз в пределах человеческого тела. Однако» он отмечает, «много лет работы остаются устанавливать, может ли концептуальное обещание маленьких условных РНК быть понято в человеческих пациентах».Другие соавторы бумаги, «Отборный некроз клеток, установленный маленькими условными РНК», являются исследователем Калифорнийского технологического института Сувиром Венкэтараменом и бывшими аспирантами Калифорнийского технологического института Робертом М. Дирксом и Кристин Т. Уедой. Работа финансировалась Национальным Онкологическим институтом, Фондом Эльзы У. Парди, Молекулярным Программным Проектом Национального научного фонда, Центром Калифорнийского технологического института Биологического Проектирования схем, Инновационной Инициативы Калифорнийского технологического института, Института Бекмана в Калифорнийском технологическом институте и Калифорнийском технологическом институте grubstake фонд.
Источник:Калифорнийский технологический институт