Wanneer wetenschappers kankertherapieën ontwikkelen, ze richten zich op de kenmerken die de ziekte dodelijk maken:tumorgroei, metastase, herhaling en resistentie tegen geneesmiddelen. Bij epitheliale kankers - kankers van de borst, eierstokken, prostaat, huid en blaas, die beginnen in de voering van de organen - deze processen worden gecontroleerd door een genetisch programma dat epitheliale-mesenchymale overgang wordt genoemd.

Epitheliale-mesenchymale overgang wordt gereguleerd door een eiwit genaamd Twist, wat betekent dat Twist direct de ontwikkeling van kanker beïnvloedt, de verspreiding naar andere organen en de terugkeer na remissie.

In een belangrijke stap in de richting van de ontwikkeling van een nieuwe therapie die zich richt op de epitheliale-mesenchymale overgang, wetenschappers van UCLA en City of Hope zijn de eersten geworden die het mechanisme van Twist remmen met behulp van nanodeeltjes om een ​​nucleïnezuur af te geven dat klein interfererend RNA wordt genoemd, of siRNA, in tumorcellen. In muismodellen, het afleveren van siRNA in kankercellen remde de expressie van Twist, wat op zijn beurt de epitheliale-mesenchymale overgang verminderde en de grootte van tumoren drastisch verminderde.

De studie, die online in het tijdschrift werd gepubliceerd Nanogeneeskunde:Nanotechnologie, Biologie en geneeskunde , werd geleid door Jeffrey Zink en Fuyu Tamanoi, beide leden van het California NanoSystems Institute en Jonsson Comprehensive Cancer Center aan de UCLA, en Carlotta Glackin van het City of Hope Cancer Center.

"We waren echt verrast door het dramatische effect van het leveren van Twist siRNA, " zei Tamanoi, die ook hoogleraar microbiologie is, immunologie en moleculaire genetica en directeur van het signaaltransductie- en therapieprogramma in het Jonsson Cancer Center. "Dit toont de effectiviteit van onze behandeling aan en moedigt ons aan om verder te onderzoeken wat er met de tumor gebeurt."

In eerdere onderzoeken is Van siRNA is aangetoond dat het genexpressie in tumorcellen die in het laboratorium zijn gekweekt, effectief afsluit. Maar de techniek was niet effectief geweest in levende organismen omdat enzymen in het bloed, nucleasen genaamd, siRNA afbreken voordat het tumorcellen kan bereiken.

Om dat probleem te omzeilen, de UCLA- en City of Hope-onderzoekers bevestigden siRNA aan de buitenkant van een bepaald type nanodeeltje ontwikkeld door Zink, mesoporeuze silica-nanodeeltjes genaamd. In de studie, de nanodeeltjes waren bedekt met een stof genaamd polyethyleenimine, die werkten om het siRNA te binden en te beschermen toen ze in het bloed werden geïnjecteerd. Als resultaat, de nanodeeltjes kunnen zich ophopen in de tumorcellen en het siRNA kan aan het werk gaan en de expressie van Twist in de cellen remmen.

Uit de studie bleek dat het geven van muizen met siRNA-geladen nanodeeltjes eenmaal per week gedurende zes weken de tumorgroei remde, en dat het niet alleen Twist afsluit, maar ook andere genen die onder controle staan ​​van het epitheel-mesenchymale overgangsproces.

"Dit resultaat bevestigt het cruciale belang van Twist en het epitheliaal-mesenchymale overgangsproces, die tumorinvasie en metastase bij veel kankers bevordert, " zei Glackin, een universitair hoofddocent bij de City of Hope die al 20 jaar de functie van Twist bestudeert.

Twist wordt opnieuw geactiveerd bij een aantal uitgezaaide kankers, waaronder triple-negatieve borstkanker, melanoom en eierstokkanker. Door het epitheel-mesenchymale overgangsproces af te sluiten, Zink en Tamanoi kunnen nieuwe therapie-opties voor deze kankers ontwikkelen.

Een andere belangrijke bevinding was dat het uitschakelen van Twist-expressie kankercellen in staat stelde hun weerstand tegen kankermedicijnen te overwinnen.

De onderzoekers werken nu aan het ontwerpen van een nanodeeltje van de volgende generatie dat de levering van Twist-siRNA en kankergeneesmiddelmoleculen in hetzelfde nanodeeltje mogelijk zal maken - een mogelijke een-tweetje die de epitheliale-mesenchymale overgang zou remmen en kankercellen zou doden.

Zink zei dat de vooruitgang mogelijk zou zijn vanwege de structuur van het specifieke type nanodeeltjes dat de onderzoekers gebruiken. "Mesoporeuze silica nanodeeltjes bevatten duizenden poriën, die de opslag en levering van geneesmiddelen tegen kanker mogelijk maakt door dezelfde nanodeeltjes waaraan siRNA aan de buitenkant is gehecht, " zei Zink, die ook een UCLA onderscheiden hoogleraar scheikunde en biochemie is en een pionier in het ontwerp en de synthese van multifunctionele mesoporeuze silica-nanodeeltjes.