Наногель на основе ДНК для таргетной химиотерапии

Современная химиотерапия замедляет прогрессирование рака и спасает жизни, но мощные препараты воздействуют и на здоровые, и на раковые клетки. Исследователи, сообщающие в Nano Letters ACS, разработали наногели на основе ДНК, которые разрушаются и высвобождают химиотерапевтическое содержимое только внутри раковых клеток, минимизируя воздействие на здоровые и потенциально устраняя болезненные побочные эффекты.

Химиотерапевтические препараты, попадая в организм, воздействуют на все клетки без разбора. Поскольку многие из этих лекарств токсичны для всех клеток, желаемое уменьшение опухоли сопровождается нежелательными побочными эффектами, такими как выпадение волос, желудочно-кишечные проблемы и усталость. Наногели из ДНК — один из способов доставки таких препаратов, но они всё равно попадали бы во все клетки. Тяньху Ли, Тек-Пен Лох и их коллеги предположили, что биомаркеры — белки или другие компоненты, присутствующие в разных количествах в раковых и здоровых клетках — могут помочь разрушить наногель, заставив его высвободить содержимое только в раковых клетках.

Фермент репарации ДНК FEN1, который разрезает определённые типы ДНК, присутствует в большем количестве в раковых клетках по сравнению со здоровыми. Исследователи решили создать наногель из ДНК, который специфически разрушался бы ферментом FEN1 именно в раковых клетках.

Для создания наногелей учёные использовали специальные структуры ДНК, которые FEN1 может распознавать и разрезать. В бесклеточных системах было показано, что наногели на основе ДНК разрушаются FEN1, но не другими ферментами репарации ДНК или соединениями. При инкубации живых клеток с наногелями, здоровые клетки не имели достаточного количества FEN1 для их разрушения, в отличие от раковых. Когда в наногель были включены химиотерапевтические препараты доксорубицин и винорелбин, человеческие клетки рака молочной железы погибали с более высокой скоростью, чем нормальные здоровые клетки молочной железы.

Эти результаты показывают, что наногели на основе ДНК могут доставлять препараты в раковые клетки с высокой специфичностью, снижая риск побочных эффектов. Исследователи также отмечают, что наногели могут использоваться в качестве зондов для фермента-биомаркера FEN1, помогая врачам более точно диагностировать рак по сравнению с текущими методами.