(PhysOrg.com) -- Een van de moeilijkheden bij het bestrijden van kanker is dat medicijnen vaak andere niet-kankercellen treffen, waardoor patiënten ziek worden. Maar wat als onderzoekers kankerbestrijdende deeltjes in alleen de kankercellen zouden kunnen sluipen? Onderzoekers van het Georgia Institute of Technology en het Ovarian Cancer Institute werken eraan om precies dat te doen. In het online tijdschrift BMC kanker ze beschrijven een methode die hydrogels gebruikt - minder dan 100 nanometer groot - om een ​​bepaald type klein interfererend RNA (siRNA) in kankercellen te sluipen. Eenmaal in de cel zet het siRNA de geprogrammeerde celdood aan die het lichaam gebruikt om gemuteerde cellen te doden en traditionele chemotherapie te helpen zijn werk te doen.

Veel kankers worden gekenmerkt door een overvloed aan epidermale groeifactorreceptoren (EGFR). Wanneer het EGFR-niveau in een cel verhoogd is, vertelt het de cel om zich met een hoge snelheid te repliceren. Het vermindert ook apoptose, of geprogrammeerde celdood.

“Met onze techniek remmen we de groei van EGFR, met klein interfererend RNA. En door de groei ervan te remmen, we verhogen de apoptotische functie van de cellen. Als we tegelijkertijd de cel raken met chemotherapie, we moeten de kankercellen effectiever kunnen doden, ', zei John Mcdonald, professor aan de School of Biology van Georgia Tech en hoofdonderzoeker van het Ovarian Cancer Institute.

Klein interfererend RNA is goed in het stoppen van de EGFR-productie, maar eenmaal in de cel heeft siRNA een beperkte levensduur. Door het beschermd te houden in de hydrogel-nanodeeltjes, kunnen ze veilig in de kankercel komen en fungeert het als een beschermende barrière om hen heen. De hydrogel geeft slechts een kleine hoeveelheid siRNA per keer af, ervoor te zorgen dat terwijl sommigen in de kankercel hun werk doen, versterkingen worden veilig in het nanodeeltje gehouden totdat het tijd is om hun werk te doen.

“Het is als een paard van Troje, ” zei L. Andrew Lyon, professor aan de School of Chemistry and Biochemistry aan Georgia Tech. “We hebben het oppervlak van deze hydrogels gedecoreerd met een ligand die de kankercel verleidt om het op te nemen. Eenmaal binnen, de deeltjes hebben een langzame afgifteprofiel dat het siRNA over een tijdschaal van dagen uitlekt, waardoor het een therapeutisch effect heeft.”

Cellen gebruiken het boodschapper-RNA (mRNA) om eiwitten te genereren, die helpen om de cel te laten groeien. Zodra het siRNA de cel binnenkomt, het bindt aan het mRNA en rekruteert eiwitten die het siRNA-mRNA-complex aanvallen. Maar de kankercel is nog niet af; het blijft eiwitten genereren, dus zonder een continue aanvoer van siRNA, de cel herstelt. Door de hydrogel te gebruiken om het siRNA langzaam vrij te geven, kan het een aanhoudende aanval volhouden, zodat het de productie van eiwitten kan blijven onderbreken.

“We hebben aangetoond dat je binnen een paar dagen knock-out kunt gaan, die een klinisch venster zou kunnen bieden om binnen te komen en meerdere behandelingen te doen in een combinatie van chemotherapie, ’ zei Lyon.

“Het feit dat dit systeem het siRNA langzaam afgeeft, zonder de cel de tijd te geven om onmiddellijk te herstellen, geeft ons een veel betere efficiëntie bij het doden van de kankercellen met chemotherapie, ', voegde MacDonald eraan toe.

Eerdere technieken hadden betrekking op het gebruik van antilichamen om de eiwitten neer te halen.

“Maar vaak er kan een mutatie optreden in het beoogde gen, zodat het antilichaam niet langer het effect heeft dat het ooit had, waardoor de kans op herhaling toeneemt, ', aldus MacDonald.

Het team gebruikte hydrogels omdat ze niet giftig zijn, een relatief langzame afgiftesnelheid hebben, en kunnen lang genoeg in het lichaam overleven om hun doel te bereiken.

"Het is een goed gedefinieerde architectuur waarin je de intrinsieke porositeit van dat materiaal gebruikt om dingen in te laden, en aangezien onze deeltjes voor ongeveer 98 vol.% uit water bestaan, er is voldoende intern volume om dingen in te laden, ’ zei Lyon.

Momenteel, het is aangetoond dat de tests werken in vitro , maar het team zal tests starten in vivo binnenkort.