Несмотря на то, что исследователи исследовали лечение рака на основе вмешательства РНК – метод, который может выключить работающие со сбоями гены с короткими отрывками РНК – в течение прошлых 10 лет, они все еще должны найти, что метод транспортирует РНК эффективно.Короткая вмешивающаяся РНК (siRNA) – тип, используемый для вмешательства РНК – обычно, ухудшается быстро в теле ферментами, защищающими от вирусных инфекций РНК.
Паула Хэммонд, профессор Дэвида Х. Коха в Разработке в MIT, объяснила:«Это была реальная борьба, чтобы попытаться проектировать систему доставки, позволяющую нам применять siRNA, особенно если Вы хотите предназначаться для него к определенной части тела».В проблеме 26 февраля журнала Nature Materials Хаммонд и ее команда показывают, что они развили инновационную систему доставки, упаковывающую РНК в микросферы, столь компактные, что РНК в состоянии достигнуть их мест назначения, прежде чем они ухудшатся.
Как методы текущей поставки, новая система ломает выражение определенных генов эффективно, несмотря на то, что со значительно меньшей дозой частиц.Хэммонд, член Института Дэвида Х. Коха MIT Интегральных Исследований рака, объясняет, что такие частицы показывают обещание для развития нового метода, чтобы лечить рак и также другую хроническую болезнь, вызванную «неправильно себя ведущим геном».Хэммонд сказал:«Вмешательство РНК держит огромную сумму обещания для многих нарушений, одно из которых является раком, но также и неврологическими расстройствами и иммунологическими нарушениями».
Джонг Бум Ли, бывший postdoc в лаборатории Хаммонда является ведущим автором отчета. Другие авторы включают, Постдоц Цзинькээ Хун, доктор философии Дэниела Боннера ’12 и доктор философии Жиионга Пуна ’11.Вмешательство РНК было обнаружено в 1998 и является естественным процессом. Вмешательство РНК позволяет клеткам регулировать свое генетическое выражение.
Обычно генетическая информация передается от ДНК в ядре к рибосомам, клеточные структуры, где белки производятся.siRNA свойственен РНК носителя, транспортирующей эту генетическую информацию, уничтожая инструкции, прежде чем они будут в состоянии достигнуть рибосомы.
Исследователи в настоящее время находятся в процессе развития нескольких способов искусственно отразить этот процесс, чтобы предназначаться для определенных генов, включая упаковывание siRNA в наночастицы, сделанные из липидов или неорганических материалов, таких как золото. Даже при том, что несколько из этих методов продемонстрировали некоторый успех, одна проблема состоит в том, что трудно упаковать вещи, большие количества siRNA на тех несет, поскольку короткие берега не уплотняют плотно.Используя метод синтеза РНК, названный катящейся транскрипцией круга, исследователи смогли преодолеть эту проблему путем упаковывания РНК как одного длинного берега, сворачивающегося в крошечную, компактную сферу. Этот метод позволил исследователям создавать очень длинные берега РНК, составленной из повторяющейся последовательности 21 нуклеотида.
Те сегменты разделены на более короткое протяжение, идентифицирующееся ферментным Игроком в кости, ломающим РНК везде, где она сталкивается с той последовательностью.Поскольку берег РНК синтезируется, он в состоянии свернуться в очень компактную, подобную губке сферу. В сфере с диаметром только 2 микронов до полумиллиона копий той же последовательности РНК может быть компактным.Команды тогда обертывают сферы в слой положительно заряженного полимера, вызывая сферы к компактному более плотно (вниз к 200 миллимикронов диаметром), и помогает им проникнуть в клетки.
Однажды в клетке, фермент Игрока в кости ломает РНК в определенных областях, освобождая от обязательств siRNA последовательности с 21 нуклеотидом.Команда запрограммировала сферы, чтобы транспортировать последовательности РНК, выключающие генные опухолевые клетки причин, чтобы пылать у грызунов. Исследователи обнаружили, что они смогли достигнуть той же суммы генного распада как текущие системы доставки наночастицы, но с приблизительно тысячным как много частиц.
Сферы собираются на местах опухоли через феномен, часто раньше транспортировал наночастицы: «негерметичные» кровеносные сосуды окружающие опухоли имеют крошечные поры, позволяя чрезвычайно мелким частицам войти.Команды планируют провести будущие исследования, чтобы проектировать микросферы, покрытые полимерами, специфично предназначающимися для опухолевых клеток или других больных клеток.
Кроме того, исследователи в настоящее время развивают сферы, чтобы транспортировать ДНК для потенциального использования в генотерапии.