Bioteknologi
Sfæriske nukleinsyrer forbedrer kjemoterapilevering dramatisk
Legg til Securities.io blant dine foretrukne kilder på Google
Nanoteknologi-drevet terapeutisk levering i kreft
Vår forståelse av kreft har gjort store fremskritt de siste tiårene, noe som har ført til oppdagelsen av ulike molekyler som kan drepe kreftceller. Problemet er imidlertid at kreftceller fortsatt er en del av kroppen, selv om de oppfører seg unormalt og til slutt vil drepe de øvrige cellene.
Dette betyr at de samme legemidlene som dreper kreftceller også kan være ganske giftige for resten av kroppens celler. I tillegg hindrer de metabolske og genetiske avvikene i kreftceller ofte deres opptak av de kjemikaliene som er nyttige mot dem.
Av begge disse årsakene kan prosessen med å levere kreftmedikamentene til kreftceller være like viktig, om ikke viktigere, enn selve medikamentets effektivitet. På denne måten reduseres ikke bare negative bivirkninger, men behandlingen blir også effektiv nok til å redde pasienten.
Presis målretting er også viktig for å redusere risikoen for at kreften kommer tilbake, da høyere effektivitet betyr mindre sjanse for at resterende kreftceller “skjuler” seg fra behandlingen.
En spesielt lovende leveringsmetode bruker sfæriske nukleinsyrer (SNA), en ny type nanomolekyl som tolereres godt av kroppen. Forskere ved Northwestern University demonstrerte nylig at SNA kan radikalt øke effektiviteten til et leukemi‑legemiddel.
De publiserte sine resultater i ACS Nano1, under tittelen “Chemotherapeutic Spherical Nucleic Acids”.
Utfordringer ved levering av kreftmedikamenter
Mye av økningen i overlevelsesraten for kreft de siste to tiårene har blitt knyttet til bedre leveringssystemer for kreftbehandlinger. For eksempel har antistoffer, spesielt monoklonale antistoffer, blitt en av de beste terapeutiske alternativene for mange krefttyper.
Et annet alternativ er å bruke et passivt målrettingssystem for legemidler, hvor biomolekyler eller nanopartikler retter seg spesifikt mot kreftcellene.
Kilde: MDPI
Mens antistoffer har vært i rampelyset innen onkologi de siste årene, er en voksende alternativ nanoteknologi, med spesiallagde nanopartikler som kan feste seg direkte til kreftceller og levere kjemoterapi forbi cellens membran.
Kilde: MDPI
Sfæriske nukleinsyrer (SNA)
Forskerne i denne studien brukte liposomale sfæriske nukleinsyre (SNA)-konstruksjoner. De er bygget av en nanopartikelkjerne, omgitt av et skall laget av en tettpakket, sterkt orientert sammensetning av nukleinsyrer.
Kilde: Nature
SNAer ble først laget i 1996 av Chad Mirkin ved Northwestern University, som også er hovedforsker i denne studien.
Mange forskjellige SNAer kan lages ved å variere typen av nanopartikelkjerne (gull, sølv, silika, liposom, proteiner osv.) og sekvensene av nukleinsyrene (DNA, RNA osv.).
Kilde: Cancers
Strukturell nanomedisin: En ny æra innen legemiddellevering
I tidligere studier ble det oppdaget at celler gjenkjenner SNAer og inviterer dem inn. Enda viktigere er at kreftceller, på grunn av sin overdrevne aktivitet, tar opp SNAer i en mye høyere hastighet enn friske celler.
Dermed gjør selve naturen til kreftceller dem mer reaktive på SNAer.
“De fleste celler har skrapereceptorer på overflaten. Men myeloide celler overuttrykker disse reseptorene, så det er enda flere av dem.
Hvis de gjenkjenner et molekyl, vil de trekke det inn i cellen. I stedet for å måtte tvinge seg inn i cellene, tas SNAer naturlig opp av disse reseptorene.”
Dette er en del av det stadig voksende feltet strukturell nanomedisin, som bruker presis strukturell, så vel som sammensetningsmessig, kontroll for å finjustere hvordan nanomedisiner samhandler med menneskekroppen.
Det finnes 7 SNA-baserte terapier som for tiden er i kliniske studier, ikke bare for kreft, men også for infeksjonssykdommer, neurodegenerative sykdommer og autoimmune sykdommer.
Prekliniske resultater i akutt myelogen leukemi (AML)
Bygging av kjemoterapi‑SNAer
Forskerne testet deres liposomale SNA for behandling av leukemi. De brukte 5-fluorouracil (5-Fu), med nukleinsyredelen av SNA laget av 10 enheter av kjemisk sammenkoblede 5-fluoro-2′-deoksyuridin.
Kilde: ACS Publications
Den tradisjonelle kjemoterapien 5-Fu klarer ofte ikke å nå kreftceller effektivt. Den kan også forårsake mange problematiske bivirkninger av kjemoterapi: kvalme, tretthet, og i sjeldne tilfeller til og med hjertesvikt.
Problemet er ikke bare toksisiteten til selve legemidlet, men at knapt 1 % av behandlingen løses opp i kroppen. Derfor klumper den seg eller beholder en fast form, og kroppen kan ikke absorbere den effektivt.
Vi vet alle at kjemoterapi ofte er fryktelig giftig. Men mange innser ikke at den også ofte er dårlig løselig, så vi må finne måter å omdanne den til vannløselige former og levere den effektivt.
Chad A. Mirkin – Northwestern University
Den overuttrykkelsen av SNA-reseptorer av myeloide celler (som forårsaker leukemi) betyr at selv en lavere dose av 5-Fu fortsatt vil nå kreftcellene, men en mye lavere dose når friske celler.
En ekstra fordel er at liposom‑SNAene er svært løselige, noe som også fjerner dette problemet.
“Dagens kjemoterapeutika dreper alt de kommer i kontakt med. Så de dreper kreftcellene, men også mange friske celler. Vår strukturelle nanomedisin søker spesielt etter de myeloide cellene.
I stedet for å overvelde hele kroppen med kjemoterapi, leverer den en høyere, mer fokusert dose akkurat der den trengs.”
Effektivitetsgevinster med SNA-levering
Den SNA-drevne leveringen av 5-Fu inn i cellene er 12,5 ganger høyere enn uten SNA. Enda viktigere er at i en in‑vitro‑studie var den fire størrelsesordener (>1 000×) høyere.
I mus som ble brukt til å simulere menneskelig leukemi, hadde den kjemoterapeutiske SNAen en 59‑ganger høyere antitumoreffekt enn 5-Fu alene. Kanskje enda viktigere er at musene ikke viste noen av bivirkningene av 5-Fu når de ble behandlet med SNAer.
“I dyremodeller demonstrerte vi at vi kan stoppe svulster i deres utvikling.
Hvis dette overføres til menneskelige pasienter, er det et virkelig spennende fremskritt. Det vil bety mer effektiv kjemoterapi, bedre responsrater og færre bivirkninger.”
Sveip for å bla →
| Måling | Fri 5-Fu (standard) | SNA-levert 5-Fu (liposomal SNA) |
|---|---|---|
| Cellopptak (AML-celler) | 1× (baseline) | ~12,5× høyere |
| In vitro celledrepskraft | 1× (baseline) | Opptil ~10 000× høyere |
| Antitumor‑effektivitet i mus (AML-modell) | 1× (baseline) | ~59× større tumorreduksjon |
| Observert toksisitet/bivirkninger (i studien) | Betydelige kjente bivirkninger av 5-Fu (kvalme, tretthet, kardiotoksisitet) | Ingen tydelig toksisitet observert i vurderte parametere (musestudie) |
Fremtidige kliniske og kommersielle anvendelser av SNAer
SNAer blir raskt en svært lovende leveringsmekanisme for kjemoterapimedikamenter.
Det neste steget vil sannsynligvis være å undersøke andre legemidler i samme dyremodell, for å se om resultatene kan forbedres ytterligere. For eksempel kan et annet kjemoterapimedikament, kjent for sine toksisitetsproblemer men svært effektivt i å drepe celler, gjøres tolererbart eller nesten ufarlig med SNAer, samtidig som det blir enda bedre til å drepe kreftceller.
På lang sikt må menneskelige studier for å evaluere potensialet til denne teknologien i faktiske pasienter gjennomføres. Dette er ofte en kostbar prosess, som starter fra fase I (testing på friske personer for å fastslå om de kan tolerere legemidlet) til fase III (testing på mange faktiske kreftpasienter).
Kommercialisering og SNA-oppstartsbedrifter
CancerVax
Chad A. Mirkin, hovedforsker i denne studien og oppdager av SNAer, er også den vitenskapelige grunnleggeren av Flashpoint Therapeutics, et selskap dedikert til å implementere SNAer i menneskelige terapeutiske anvendelser.
De hevder fra 9 in‑vivo‑studier at SNAer viser 35‑ganger forbedret levering, 80‑ganger sterkere immunaktivering, og 6,5‑ganger økt tumordrepning av T‑celler. SNAene kan absorberes av mer enn 60 ulike celletype.
Kilde: Flashpoint Therapeutics
Selskapet har kunngjort en forskningsavtale med CancerVax, et selskap som utvikler en universell kreftbehandlingsplattform som bruker kroppens immunsystem til å bekjempe kreft.
Direkte investering i CancerVax er kun mulig for akkrediterte investorer, men en egenkapitalinnsamling gjennom crowdfunding pågår også, åpen for alle typer investorer, til $2,1 per aksje, noe som gir selskapet en verdivurdering på over $80 M.
“CancerVax sin universelle kreftbehandlingsplattform krever presis, flerkomponentlevering for effektivt å oppdage og merke kreftceller.
Vår teknologi er unikt egnet for denne utfordringen, og tilbyr muligheten til å pakke og levere smarte mRNA‑belastninger med den effektiviteten og nøyaktigheten som trengs for å realisere det fulle potensialet til denne lovende terapeutiske tilnærmingen.”
I tillegg til kreft, kan SNAer også brukes til levering av CRISPR‑baserte terapier.
LNP‑SNAer kom inn i celler opptil tre ganger mer effektivt, forårsaket mindre toksisitet, økte genredigerings‑effektiviteten trefold, og forbedret presise DNA‑reparasjoner med mer enn 60 %, sammenlignet med standard lipid‑nanopartikkel‑leveringssystemer.
Alt i alt er SNAer tydelig på vei til å bli en svært lovende teknologi basert på in‑vitro‑ og in‑vivo‑dyrestudier, og er klare til å utforske menneskelige anvendelser for kreft, gen‑terapi og andre viktige medisinske anvendelser.
De vil sannsynligvis også dra nytte av fremveksten av andre presisjonsterapier og teknologier, som CRISPR, som vil øke potensialet til SNAer.
Studie referert
1 .Taokun Luo, Young Jun Kim, Zhenyu Han, Jeongmin Hwang, Sneha Kumari, Vinzenz Mayer, Alex Cushing, Roger A. Romero, Chad A. Mirkin. Chemotherapeutic Spherical Nucleic Acids. ACS NanoVol 19/Issue 44. 29. oktober 2025. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c16609
