Een nieuwe studie door onderzoekers van het Ohio State University Comprehensive Cancer Center-Arthur G. James Cancer Hospital en Richard J. Solove Research Institute (OSUCCC-James) toont aan dat RNA-nanodeeltjes elastische en rubberachtige eigenschappen hebben die helpen verklaren waarom deze deeltjes tumoren zo targeten. efficiënt en waarom ze een lagere toxiciteit bezitten in dierstudies.

RNA-nanodeeltjes zijn veelbelovend voor de gerichte afgifte van geneesmiddelen tegen kanker. Het begrijpen van hun structuur en gedrag is essentieel voor hun mogelijk toekomstig gebruik.

Deze studie, gepubliceerd in het tijdschrift ACS Nano , onthult dat RNA-nanodeeltjes elastische en rubberachtige eigenschappen hebben waardoor de moleculen kunnen uitrekken en terugkeren naar hun normale vorm. Onderzoekers zeggen dat deze eigenschappen de deeltjes kunnen helpen om tumoren te targeten door ze door de slecht gevormde wanden van tumorbloedvaten te laten glippen en een tumormassa binnen te gaan.

De onderzoekers bewezen verder dat dezelfde rubberachtige eigenschappen het RNA-nanodeeltje in staat stellen om door de nierfilters te glippen en een half uur na systemische injectie in de urine uit te scheiden. waardoor ze relatief snel uit het lichaam worden geëlimineerd. Dat, beurtelings, kan de retentie van het middel tegen kanker in vitale organen verminderen, het verlagen van de toxiciteit van een middel.

"We laten zien dat RNA-nanodeeltjes een flexibiliteit hebben die de assemblage van moleculaire structuren met rekbare hoeken mogelijk maakt, " zegt studieleider en corresponderende auteur Peixuan Guo, doctoraat, professor aan het College of Pharmacy en de Sylvan G. Frank Endowed Chair in Pharmaceutics and Drug Delivery. Guo zit ook in het OSUCCC-James Translational Therapeutics Research Program.

"Deze bevindingen tonen de rubberachtige eigenschappen van RNA-nanodeeltjes aan en waarom deze moleculen veelbelovend zijn voor industriële en biomedische toepassingen, vooral als dragers voor gerichte toediening van geneesmiddelen tegen kanker, " zegt Guo, die leiding geeft aan het Ohio State Center for RNA Nanobiotechnology and Nanomedicine.

Voor deze studie is Guo en zijn collega's testten de elasticiteit van nucleïnezuurpolymeren door individuele RNA-nanodeeltjes uit te rekken en te ontspannen, terwijl RNA-nanodeeltjes werden onderworpen aan elasticiteitsstudies met behulp van een optisch pincet met dubbele bundel, gebouwd in het Guo-lab. Eindelijk, ze gebruikten diermodellen om de biodistributie te bestuderen, uitscheiding en retentie van RNA-nanodeeltjes. Dit omvatte het meten van de uitscheiding van de deeltjes in de urine, samen met het onderzoek naar het effect van hun vorm en grootte.

De belangrijkste bevindingen zijn onder meer:

• RNA-nanodeeltjes zijn rekbaar en krimpbaar, zoals rubber, zelfs na herhaalde extensie en ontspanning met meerdere herhalingen door een optisch pincet.
• In diermodellen is RNA-nanodeeltjes vertonen een sterkere kankertargeting en lagere accumulatie in gezonde organen in vergelijking met gouden en ijzeren nanodeeltjes van vergelijkbare grootte.
• Ook in diermodellen, binnen een half uur na systemische injectie, RNA-nanodeeltjes die 5 waren, 10 en 20 nm groot werden gefilterd door de nieren en behielden hun oorspronkelijke structuur in de urine, hoewel de bovengrens van de nierporiëngrootte voor filtratie in het algemeen 5,5 nm is. Dit suggereert dat de grotere RNA-nanodeeltjes als rubber en amoebe door filtratieporiën gleden, keerde vervolgens terug naar hun oorspronkelijke grootte en vorm in de urine.

"Algemeen, "Gou zegt, "wij geloven dat deze bevindingen de ontwikkeling van RNA-nanodeeltjes voor gerichte afgifte van geneesmiddelen tegen kanker of therapeutisch RNA verder ondersteunen."

Andere onderzoekers die bij deze studie betrokken waren, waren Chiran Ghimire, Hongzhi Wang, Hui Li, Mario Vieweger en Congcong Xu, De Staatsuniversiteit van Ohio.