Origami de DNA aborda células cancerígenas resistentes a vários medicamentos

By | Novembro 27, 2018

Uma ferramenta de DNA que combina terapia genética com quimioterapia pode ser uma nova maneira promissora de derrotar células cancerígenas resistentes a múltiplas drogas.

Novas pesquisas mostram como uma nanoestrutura de DNA adaptada pode administrar seletivamente medicamentos contra o câncer.

Novas pesquisas mostram como uma nanoestrutura de DNA adaptada pode administrar seletivamente medicamentos contra o câncer.

A ferramenta é uma "nanoplaca de DNA adaptada" que pode levar medicamentos de quimioterapia para células cancerígenas direcionadas e, ao mesmo tempo, silenciar os genes de resistência ao medicamento.

A técnica é o trabalho de cientistas do Centro Nacional de Nanociência e Tecnologia em Pequim, China.

Um artigo recente da edição internacional Angewandte Chemie fornece uma descrição detalhada de como a equipe desenvolveu e testou as nanoplacas de DNA.

Os tratamentos farmacológicos melhoraram significativamente as taxas de sobrevivência e a qualidade de vida das pessoas com câncer.

No entanto, existem muitos casos em que o câncer responde bem ao tratamento no início, mas depois recai ou retorna devido à resistência aos medicamentos.

Efluxo de medicação

Os cientistas identificaram vários mecanismos celulares que permitem ou promovem resistência a medicamentos no câncer.

Um deles é o "fluxo de droga", um processo no qual as proteínas de transporte bombeiam drogas para fora do corpo celular através de suas membranas. Os mecanismos de efluxo existem "em todas as células vivas", não apenas nas células cancerígenas.

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Por exemplo, as células nas paredes do intestino possuem uma grande quantidade de proteínas de transporte que bombeiam medicamentos e outros agentes nocivos para o trato digestivo.

Graças a uma extensa pesquisa, os cientistas agora sabem muito sobre o papel dos mecanismos de saída e transporte de proteínas no desenvolvimento da resistência a medicamentos no câncer.

Uma das primeiras proteínas transportadoras que eles identificaram foi uma que é codificada pelo gene de resistência a múltiplas drogas 1 (MDR1).

Estudos também revelaram que quando certos órgãos se tornam cancerosos, seus tecidos começam a expressar o MDR1 com mais força.

Um estudo, em particular, descobriu que o tratamento com a potente droga anticâncer doxorrubicina aumentou significativamente a expressão de MDR1 em células cancerígenas, mas não em células pulmonares saudáveis.

Orientação celular e silenciamento de genes

Portanto, enquanto um medicamento pode ser muito bom em matar células cancerígenas, se as células melhorarem para expulsá-lo, eventualmente, o medicamento não ficará dentro da célula por tempo suficiente para que ele entre em vigor.

Para resolver esse problema, os pesquisadores de câncer estão trabalhando em maneiras de desativar os genes que direcionam o fluxo de medicamentos para as células tumorais.

Uma abordagem para desligar as bombas de saída é uma técnica de silenciamento de genes chamada interferência de RNA (RNAi). Isso usa moléculas chamadas modelos de transcrição de RNA para interferir na expressão gênica nas células.

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No entanto, para que o tratamento seja eficaz, os modelos de transcrição de RNA devem ser liberados no corpo celular ou citoplasma. Segundo, isso deve ocorrer ao mesmo tempo em que o medicamento que destrói as células é administrado. E terceiro, as células saudáveis ​​devem permanecer intactas.

A nova nanoplaca de DNA responde a todos os três requisitos: direciona-se especificamente às células cancerígenas, envia o medicamento contra o câncer para dentro e desativa os genes que acionam suas bombas de saída, para que o medicamento tenha tempo de trabalhar.

A equipe usou técnicas de "DNA origami" para criar uma plataforma que inclui todos os componentes necessários para que essas coisas aconteçam.

Usando a abordagem bem estabelecida, os cientistas podem criar plataformas de DNA que compreendem formas moleculares simples e complicadas, que são pequenas o suficiente para funcionar no nível celular.

Nesse caso, a equipe criou uma estrutura simples que se monta em uma nanoplaca de DNA triangular. A plataforma possui vários sites que podem unir várias "unidades funcionais".

'Nova estratégia para tumores multirresistentes'

Os pesquisadores testaram a capacidade da plataforma de DNA de administrar seletivamente modelos de transcrição de RNA e doxorrubicina, o medicamento quimioterápico, primeiro em culturas celulares e depois em camundongos com tumores resistentes a vários medicamentos.

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Eles usaram "dois modelos pequenos e lineares de transcrição de RNA em gancho de cabelo". Um deles tratava do silenciamento de genes e o outro tratava do reconhecimento e inserção de células.

Os resultados mostraram que a "plataforma de DNA personalizada" foi muito eficaz tanto na entrega seletiva quanto na liberação dos dois artigos. Isso também resultou em uma taxa de mortalidade de tumores altamente seletiva.

A equipe diz que o estudo demonstra como criar uma nanoestrutura que administra seletivamente a quimioterapia nas células cancerígenas, enquanto suprime a resistência aos medicamentos silenciando genes sem danificar os tecidos saudáveis.

Eles sugerem que também deve ser possível adaptar as plataformas de DNA para uso em uma variedade de tratamentos, alterando os objetivos, a carga útil e as estratégias de entrega.

Os autores concluem:

"Essa nanoplaca de DNA personalizada, que combina terapia com RNAi e quimioterapia, fornece uma nova estratégia para o tratamento de tumores resistentes a múltiplas drogas".


[expand title = »referências«]

  1. Uma nanoplaca de DNA personalizada para quimioterapia RNAi / sinérgica de tumores multirresistentes https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201809452
  2. Resistência a medicamentos no câncer: uma visão geral https://www.mdpi.com/2072-6694/6/3/1769
  3. Bomba mediada por efluxo resistente à quimioterapia https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3573517/

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Autor: Dr. Lizbeth

A Dra. Lizbeth Blair é formada em medicina, anestesista, treinada na Universidade da Faculdade de Medicina das Filipinas. Ela também é formada em Zoologia e Bacharel em Enfermagem. Ela serviu vários anos em um hospital do governo como Oficial de Treinamento do Programa de Residência em Anestesiologia e passou anos em consultório particular nessa especialidade. Ele treinou em pesquisa de ensaios clínicos no Clinical Trials Center, na Califórnia. Ela é uma pesquisadora e escritora experiente de conteúdo que gosta de escrever artigos médicos e de saúde, resenhas de revistas, e-books e muito mais.

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