![Peixuan Guo, PhD, is een onderzoeker bij The Oho State University Comprehensive Cancer en The Ohio State University College of Pharmacy. Krediet: de Ohio State University Rubberachtige eigenschappen helpen RNA-nanodeeltjes om tumoren efficiënt te richten en snel het lichaam te verlaten](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800/2020/rubberyprope.jpg)
Peixuan Guo, PhD, is een onderzoeker bij The Oho State University Comprehensive Cancer en The Ohio State University College of Pharmacy. Krediet: de Ohio State University
Een nieuwe studie door onderzoekers van het Comprehensive Cancer Center van de Ohio State University – 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 zo gericht zijn op tumoren. efficiënt en waarom ze een lagere toxiciteit bezitten in dierstudies.
RNA-nanodeeltjes zijn veelbelovend voor de gerichte levering van geneesmiddelen tegen kanker. Inzicht in 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 zouden kunnen helpen om tumoren te richten door ze door de slecht gevormde wanden van tumorbloedvaten te laten glippen en een tumormassa binnen te dringen.
De onderzoekers bewezen verder dat dezelfde rubberachtige eigenschappen het RNA-nanodeeltje in staat stellen door de nierfilters te glippen om een half uur na systemische injectie in de urine uit te scheiden, waardoor ze relatief snel uit het lichaam worden geëlimineerd. Dat zou op zijn beurt de retentie van het antikankermiddel in vitale organen kunnen verminderen, waardoor de toxiciteit van een middel wordt verlaagd.
“We laten zien dat RNA-nanodeeltjes een flexibiliteit hebben die de assemblage mogelijk maakt van moleculaire structuren met rekbare hoeken”, zegt studieleider en corresponderende auteur Peixuan Guo, Ph.D., professor aan het College of Pharmacy en het Sylvan G. Frank Endowed Leerstoel Farmacie en Medicijnafgifte. 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 levering van antikankermedicijnen”, zegt Guo, die het Ohio State Center for RNA Nanobiotechnology and Nanomedicine leidt.
Voor deze studie testten Guo en zijn collega’s de elasticiteit van nucleïnezuurpolymeren door individuele RNA-nanodeeltjes uit te rekken en te ontspannen, terwijl ze RNA-nanodeeltjes aan elasticiteitsstudies onderwierpen met behulp van een optisch pincet met dubbele bundel, gebouwd in het Guo-lab. Ten slotte hebben ze diermodellen gebruikt om de biodistributie, uitscheiding en retentie van RNA-nanodeeltjes te bestuderen. Dit omvatte het meten van de uitscheiding van de deeltjes in de urine, samen met de studie naar het effect van hun vorm en grootte.
De belangrijkste bevindingen zijn:
- RNA-nanodeeltjes zijn rekbaar en krimpbaar, net als rubber, zelfs na herhaalde verlenging en relaxatie met meerdere herhalingen door optische pincetten.
- In diermodellen vertonen RNA-nanodeeltjes een sterkere gerichtheid op kanker en een lagere accumulatie in gezonde organen in vergelijking met gouden en ijzeren nanodeeltjes van vergelijkbare grootte.
- Ook in diermodellen werden binnen een half uur na systemische injectie RNA-nanodeeltjes met een grootte van 5, 10 en 20 nm gefilterd door de nieren en behielden hun oorspronkelijke structuur in de urine, hoewel de bovengrens van de nierporiegrootte voor filtratie in het algemeen 5,5 nm. Dit suggereert dat de grotere RNA-nanodeeltjes als rubberl en amoebe door filtratieporiën glipten en vervolgens in de urine terugkeerden naar hun oorspronkelijke grootte en vorm.
“Al met al”, zegt Guo, “geloven we dat deze bevindingen de ontwikkeling van RNA-nanodeeltjes voor gerichte afgifte van antikankermedicijnen 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, The Ohio State University.
Chiran Ghimire et al, RNA-nanodeeltjes als rubber voor dwingende extravasatie van vaten om het richten op tumoren te verbeteren en voor snelle renale excretie om toxiciteit te verminderen, ACS Nano (2020). DOI: 10.1021 / acsnano.0c04863
ACS Nano
Geleverd door Ohio State University Medical Center