水凝膠基質:預防乳腺癌的一二三拳

抗癌藥物與CRISPR/Cas9基因編輯復合物結合在一個強大的納米顆粒結構中,該結構有望靶向腫瘤細胞并在體內縮小它們。

 

基因編輯工具CRISPR/Cas9已經獲得了諾貝爾獎,并圍繞其可能用作治療具有遺傳成分的人類疾病的治療劑而引起了極大的興奮。然而,到目前為止,我們應用這種強大的技術對抗癌癥令人難以置信的復雜性的能力仍然不確定。腫瘤微環境不斷變化,我們將具有精確特異性的基因編輯帶到某些細胞的能力被證明是令人生畏的。

水凝膠基質:預防乳腺癌的一二三拳

在這篇論文中,一組韓國科學家希望對CRISPR/Cas9采取一種略有不同的方法,即將聯合收割機基因編輯與傳統的化療藥物輸送結合起來。該想法是開發一種自遞送納米平臺,其中藥物可以與CRISPR系統生物綴合,類似于抗體-藥物綴合物如何能夠利用Ab蛋白的特異性精確遞送其有效載荷。在這種情況下,有效載荷可能包括藥物和基因編輯功能,這是抗癌治療的“雙重威脅”。

 

作者通過“點擊”化學將含疊氮化物的抗癌藥物(疊氮基苯丙氨酸)添加到Cas9蛋白質中來創建這樣一個納米平臺。這在以前已經完成,但研究人員進一步創建了一個“一體化”納米平臺,其中包括Cas9蛋白,藥物,指導RNA和載體聚合物。所有這些組件都自組裝成一個軟件包,作者稱之為“聯合收割機”。包裝形成了可以通過電子顯微鏡觀察到的球形結構。

 

使用這些聯合收割機顆粒,作者繼續進行體外和體內測試,以對抗癌細胞的能力。他們首先表明,聯合收割機包可用于靶向細胞培養中的特定基因。事實上,當納米顆粒被要求編輯RAD 52基因時,它們可以做到這一點,RAD 52基因參與DNA重組。這一結果被擴展到證明培養物中具有BRCA-1突變的HCC 1937乳腺癌細胞的生長延遲。

 

作者最終轉向了體內小鼠模型,在該模型中,聯合收割機的基因編輯能力可能能夠靶向活動物中的RAD 52基因座的編輯。通過將HCC 1937細胞與TheWell Bioscience的VitroGel?水凝膠基質懸浮液結合,作者注射了這些細胞并在小鼠體內創建了乳腺癌腫瘤生長的異種移植物。在這種生長10天后,作者將聯合收割機復合物(或對照)注射到腫瘤中,并觀察會發生什么。事實上,再過5天或24天,接受完整聯合收割機包裝(而不是僅部分包裝)的腫瘤顯示出統計學上較小的尺寸和生長速度。

 

最后,這項研究為基因編輯工具用于對抗癌癥的潛在用途開辟了一個新的前沿。藥物輸送、基因編輯和特定細胞類型靶向的結合可能是一種神奇的組合,有助于將這種強大的新技術帶到腫瘤學的最前沿。

 

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文獻:

Read the publication: Beha, M.J., Kim, J.-C., Im, S.H.,?et al.?Bioorthogonal CRISPR/Cas9-Drug Conjugate: A Combinatorial Nanomedicine Platform.?Advanced Science,?2023; 2302253. doi: 10.1002/advs.202302253.

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