运输使用纳米颗粒细胞的抗癌剂

研究由大卫Fairen-Jimenez博士,表明有机框架(mof)可以提供一个可行的平台,提供一种有效的抗癌剂,称为核,细胞。

小干扰核糖核酸(siRNA),有可能抑制中致癌基因,并已成为日益受到科学家的关注在物色新的癌症治疗。

Fairen-Jimenez集团利用计算机模拟来找到一个财政部与完美的孔隙大小携带的siRNA分子,将故障一旦进入细胞,释放核的目标。他们的结果发表于今日的《细胞新闻杂志,化学。

一些癌症细胞内发生在特定的基因会导致生产过剩的特定的蛋白质。解决这个问题的一个方法是阻止基因表达途径,限制这些蛋白质的生产。

核分子可以做到这一点——绑定到特定的基因信使分子和破坏他们之前告诉细胞产生一个特定的蛋白质。这个过程被称为“基因击倒”。科学家们开始更多地关注siRNAs作为潜在的癌症治疗在过去的十年中,当他们疾病的治疗提供了一个通用的解决方案——所有你需要知道的是你想抑制基因的序列,你可以做相应的核分解。的设计、合成和测试新药——成本将非常高,而且漫长的过程——你可以做一些简单的小干扰rna分子的变化和治疗一种完全不同的疾病。

使用siRNAs来治疗疾病的一个问题是,分子非常不稳定,通常是由细胞的分解的自然防御机制才能达到他们的目标。核分子可以被修改以使他们更稳定,但这种妥协他们击倒目标基因的能力。也很难得到分子进入细胞,他们需要通过另一辆车作为交付运输代理。

剑桥大学的研究人员利用一个特殊的纳米颗粒保护并提供核细胞,在那里他们展示其抑制特定的目标基因的能力。

Fairen-Jimenez先进材料的研究,主要侧重于财政部:自组装3 d化合物制成的金属和有机构件连接在一起。

有成千上万的不同种类的财政部,研究人员可以,目前有超过84000财政部结构剑桥结构数据库每月出版1000本的新结构——及其属性可以针对特定的目的。MOF的通过改变不同的组件结构,研究人员可以创建财政部与不同孔隙大小、稳定性和毒性,使他们能够设计结构,可以携带分子如siRNAs进入细胞没有有害的副作用。

”与传统癌症治疗如果你设计新的药物来治疗系统,这些可以有不同的行为,几何形状,大小,所以你需要一个财政部,对每一个个体的药物,是最优的“Fairen-Jimenez说。“但对于核,一旦你开发一个有用的财政部,原则上可以使用这个小干扰rna序列,对一系列不同的治疗不同的疾病。”

“人们有这样做过使用财政部没有一个足够大的孔隙度来封装核,所以很多很可能只是困在外面,”米歇尔Teplensky说前博士生在Fairen-Jimenez的小组进行了这项研究。“我们使用MOF封装核和封装的时候你提供更多保护。财政部我们选择是基于锆金属制成的节点,我们已经做了很多研究表明锆非常惰性,它不会引起任何毒性问题。”

使用可生物降解的财政部核交付是重要的,以避免不必要的建设结构一旦完成他们的工作。财政部Teplensky和团队选择分解成无害的组件很容易回收的细胞没有有害的副作用。大孔隙大小也意味着团队可以负载大量的核为一个财政部分子,保持所需的剂量击倒的基因非常低。

“使用MOF的好处之一,如此大的毛孔是,我们可以得到一个更加本地化,比其他系统需要更高的剂量,”Teplensky说。“核是非常强大的,你不需要大量的功能很好。所需的剂量小于5%的孔隙度MOF。”

使用mof的问题或其他车辆携带小分子进入细胞,它们经常停在他们的目标。这个过程被称为endosomal截留,本质上是一种防御机制对不必要的组件进入细胞。Fairen-Jimenez的团队增加了额外的组件MOF阻止他们被困在他们进入细胞,和,可以确保核达到目标。

团队使用他们的系统要拆除一个基因产生荧光蛋白的细胞,所以他们能够使用显微镜成像的方法来测量细胞间发出的荧光蛋白相比不接受财政部和那些。利用集团内部的专业知识,与超分辨率显微镜专家教授合作克莱门斯卡明斯基加比Kaminski-Schierle,谁也领导在化学工程系和生物技术的研究。

使用MOF平台,团队被27%,能够防止基因表达的水平显示了使用技术来保证降低癌症的基因。

Fairen-Jimenez相信他们能够提高系统的有效性和接下来的步骤将平台应用于基因参与导致所谓不易治愈的癌症。

“我们被问及的一个问题是“你为什么想要用有机框架医疗吗?”,因为有金属参与这听起来对身体有害,”Fairen-Jimenez说。“但我们关注困难不易治愈癌症等疾病的治疗没有改善在过去的20年。我们需要一些可以提供解决方案;只是额外的年的生活将是非常受欢迎的。”

系统的多功能性将使团队使用相同的改编财政部提供不同的核序列和目标不同的基因。因为它的大孔隙大小,财政部也有潜力提供多个药物,开放联合治疗的选择。

参考:Teplensky,et al。(2019)多孔金属有机框架的一个高度系统提供负载基因击倒。化学DOI:https://doi.org/10.1016/j.chempr.2019.08.015

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