Een nieuwe studie door onderzoekers van de Universiteit van Kentucky is veelbelovend voor de ontwikkeling van ultrastabiele RNA-nanodeeltjes die kunnen helpen bij de behandeling van kanker en virale infecties door de celfunctie te reguleren en zich aan kankers te binden zonder het omliggende weefsel te beschadigen.

De studie, gepubliceerd in Nano vandaag , werd uitgevoerd in het laboratorium van Peixuan Guo, de William S. Farish Endowed Chair in Nanobiotechnology aan het Britse Markey Cancer Center, in samenwerking met Dr. Mark Evers, directeur van het Britse Markey Cancer Center.

De studie gebruikt RNA (ribonucleïnezuur) als bouwsteen voor de bottom-up fabricage van nanostructuren. Met behulp van de RNA-nanotechnologie die door Guo is ontwikkeld, de onderzoekers construeerden ultrastabiele X-vormige RNA-nanodeeltjes met behulp van opnieuw ontworpen RNA-fragmenten om maximaal vier therapeutische en diagnostische modules te dragen. Hun RNA-nanodeeltjes kunnen klein storend RNA bevatten voor het uitschakelen van genen, micro-RNA voor het reguleren van genexpressie, aptamer voor het richten op kankercellen, of een ribozym dat chemische reacties kan katalyseren.

De studie toonde aan dat de regulatie van cellulaire functies progressief toenam met het toenemende aantal functionele modules in het nanodeeltje.

"RNA-nanotechnologie is een opkomend veld, maar de instabiliteit en degradatie van RNA-nanodeeltjes hebben ertoe geleid dat veel wetenschappers terugdeinzen voor het onderzoek naar RNA-nanotechnologie, " zei Guo. "We hebben deze problemen aangepakt, en nu is het mogelijk om RNA-nanodeeltjes te produceren die zowel chemisch als thermodynamisch zeer stabiel zijn in de reageerbuis of in het lichaam met een groot potentieel als therapeutische reagentia."

De RNA-nanodeeltjes vertoonden verschillende gunstige eigenschappen:polyvalente aard, die gelijktijdige levering van meerdere functionele moleculen mogelijk maakt voor het bereiken van synergetische effecten; modulair ontwerp, die gecontroleerde zelfmontage met gedefinieerde structuur mogelijk maakt; thermodynamisch stabiel, die de RNA-nanodeeltjes intact houdt in dierlijke en menselijke circulatiesystemen, waar ze in zeer lage concentraties voorkomen; en chemisch stabiel, waardoor de nanodeeltjes resistent zijn tegen RNase (een enzym, die RNA splitst) vertering in het bloedserum.

"Een groot probleem bij kankerbehandelingen is het vermogen om kankermetastasen directer en specifieker af te leveren. " zei Evers. "Het gebruik van de nanotechnologische benadering die Peixuan Guo en zijn groep hebben bedacht, kan ons in staat stellen kankermetastasen effectiever te behandelen met minder bijwerkingen in vergelijking met de huidige chemotherapie."