Skip to main content

Disruptive targeted drug delivery system via synergistic combination of intelligent DNA molecular machines and gated mesoporous nanoparticles

Article Category

Article available in the folowing languages:

Nanoskalowe urządzenia dostarczają lek precyzyjnie do miejsca docelowego

Pomimo postępów w opracowywaniu środków farmaceutycznych, technologia celowanego dostarczania leków nie jest dostatecznie rozwinięta. W ramach finansowanego przez UE projektu badawczego opracowano programowalny nanonośnik, który pozwala selektywnie łączyć składniki farmaceutyczne z lekami na bazie RNA.

Zdrowie

Konwencjonalne metody dostarczania leków zapewniają ograniczoną biodystrybucję do pożądanych tkanek i często wiążą się z problemem toksyczności. Najlepiej byłoby, gdyby platforma dostarczania leków pozwalała na programowanie w czasie rzeczywistym, umożliwiając precyzyjną dystrybucję substancji czynnej. Powinna ona minimalizować działania niepożądane i toksyczność, jak również zapewniać kontrolowaną biokinetykę (przemieszczanie się leku w tkankach) i wysoką skuteczność leczenia przy zmniejszonej dawce.

Inteligentna platforma dostarczania leków

W ramach finansowanego przez UE projektu SMARTRIOX powstała programowalna technologia, która łączy materiały nieorganiczne ze składnikami występującymi w organizmach żywych. „Chcieliśmy odpowiedzieć na zapotrzebowanie na platformy do celowanego dostarczania leków przy pomocy programowalnego podejścia, które będzie można stosować w punkcie opieki”, wyjaśnia koordynator projektu Roy Farfara. Platforma SMARTRIOX zbudowana jest z biokompatybilnych porowatych nanocząstek z ładunkiem w postaci wybranego leku. Właściwości chemiczne nanocząstek można zmieniać w zależności od leczonej choroby. Innowacyjność tego podejścia polega na zastosowaniu maszyn molekularnych DNA, które reagują na określone bodźce, otwierają i uwalniają aktywny ładunek nanocząstki.

Leczenie kombinowane potrójnie ujemnego nowotworu piersi

Naukowcy skupili się na leczeniu potrójnie ujemnego raka piersi (TNBC), agresywnej odmiany raka piersi, opracowując platformę opartą na nanocząstkach TXN770 do dostarczania doksorubicyny. TNBC jest nowotworem hormonozależnym, dla którego nie istnieją obecnie terapie celowane, dlatego nie można stosować herceptyny ukierunkowanej na receptor HER2. Naukowcy liczą na to, że dzięki zastosowaniu platformy SMARTRIOX uda się zmniejszyć dawkę doksorubicyny, a jednocześnie zwiększyć skuteczność terapii, ponieważ lek będzie dostarczany precyzyjnie do komórek nowotworowych. Platforma SMARTRIOX oferuje dodatkową korzyść w leczeniu TNBC, gdyż umożliwia wykorzystanie DNAzymów jako katalizatorów do rozszczepiania docelowych cząsteczek mRNA. „DNAzymy przypominają programowalne nożyczki i mogą być zaprojektowane przeciwko onkogennym mRNA, aby dezaktywować większość szlaków rozwoju i oporności nowotworów”, mówi Farfara. Zespół zaprojektował ponad 100 DNAzymów, które lekarze mogą z łatwością stosować zależnie od wyników badań pacjenta i histologii guza. Na przykład w przypadku TNBC, gdy test BRCA pacjentki da wynik pozytywny, zatwierdzane i zalecane jest leczenie inhibitorem polimerazy poli(ADP-rybozy) (PARP). Dzięki technologii SMARTRIOX można zastosować DNAzym PARP, który katalizuje mRNA PARP. Dowody badań przedklinicznych na modelach zwierzęcych wskazują, że platforma SMARTRIOX charakteryzuje się wyższą skutecznością i bezpieczeństwem w porównaniu z metodami będącymi aktualnym złotym standardem. Strategia regulacyjna firmy zakłada oznaczenie leku jako sierocego oraz przyspieszone zatwierdzenie w celu skrócenia czasu potrzebnego do wprowadzenia go na rynek.

Zalety i perspektywy na przyszłość

Technologia SMARTRIOX pozwala na programowanie dostarczania leków w czasie rzeczywistym. Programowanie odbywa się w warunkach szpitalnych zgodnie z wskazaniami lekarza prowadzącego i umożliwia dostosowanie leczenia do indywidualnych potrzeb pacjenta. Leki na bazie RNA oferują znaczące korzyści w porównaniu z innymi metodami leczenia (działającymi na poziomie białek lub DNA). Leczenie na poziomie mRNA pozwala na kontrolowanie wielu niekonkurencyjnych efektów, ponieważ jeden mRNA generuje średnio kilkaset cząsteczek białka. Udowodniono, że DNAzymy mogą katalizować in vitro do 1000 kopii mRNA, a więc potencjalnie hamować tworzenie setek tysięcy kopii docelowych cząsteczek białka. Przewiduje się, że postępy te zrewolucjonizują opiekę zdrowotną i sprawią, że wkroczy ona w nową erę medycyny programowalnej.

Słowa kluczowe

SMARTRIOX, dostarczanie leków, nanocząstka, DNAzym, TNBC, doksorubicyna, potrójnie ujemny rak piersi

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania