Bioteknik
Sfäriska nukleinsyror förbättrar kemoterapileverans dramatiskt
Lägg till Securities.io bland dina föredragna källor på Google
Nanoteknologidriven terapeutisk leverans vid cancer
Vår förståelse av cancer har gjort stora framsteg under de senaste decennierna, vilket har lett till upptäckten av olika molekyler som kan döda cancerceller. Problemet är dock att cancerceller fortfarande är en del av kroppen, även om de beter sig onormalt och så småningom kan döda resten av cellerna.
Detta innebär att samma läkemedel som dödar cancerceller också kan vara ganska giftiga för resten av kroppens celler. Dessutom hindrar de metaboliska och genetiska avvikelserna hos cancerceller ofta deras upptag av de kemikalier som är användbara mot dem.
Av dessa två skäl kan processen att leverera cancerläkemedel till cancerceller vara lika viktig, om inte viktigare, än själva läkemedlets effektivitet. På så sätt minskas inte bara negativa biverkningar, utan behandlingen blir tillräckligt effektiv för att rädda patienten.
Precisionsmålning är också viktig för att minska risken för att cancer återkommer, eftersom högre effektivitet innebär mindre chans att återstående cancerceller “gömmer” sig för behandlingen.
Ett särskilt lovande leveranssätt använder Sfäriska nukleinsyror (SNA), en ny typ av nanomolekyl som tolereras väl av kroppen. Forskare vid Northwestern University demonstrerade nyligen att SNA kan radikalt öka effektiviteten hos ett leukemiläkemedel.
De publicerade sina resultat i ACS Nano1, under titeln “Kemoterapeutiska sfäriska nukleinsyror”.
Utmaningar vid leverans av cancerläkemedel
En stor del av ökningen i överlevnadsgrad från cancer under de senaste två decennierna har kopplats till bättre leveranssystem för cancerbehandlingar. Till exempel har antikroppar, särskilt monoklonala antikroppar, blivit ett av de bästa terapeutiska alternativen för många cancertyper.
Ett annat alternativ är att använda ett passivt läkemedelstargetingsystem, där biomolekyler eller nanopartiklar specifikt söker sig till cancercellerna.
Källa: MDPI
Medan antikroppar har stått i centrum för onkologi under de senaste åren, är ett växande alternativ nanoteknologi, med speciellt utformade nanopartiklar som kan fästa direkt på cancerceller och leverera kemoterapi förbi cellens membran.
Källa: MDPI
Sfäriska nukleinsyror (SNA)
Forskarna i denna studie använde liposomala sfäriska nukleinsyra‑konstruktioner (SNA). De är byggda av en nanopartikelkärna, omgiven av ett skal bestående av en tätt packad, starkt orienterad arrangemang av nukleinsyror.
Källa: Nature
SNA skapades först 1996 av Chad Mirkin vid Northwestern University, som också är huvudforskare i denna studie.
Många olika SNA kan skapas genom att variera naturen på nanopartikelkärnan (guld, silver, kisel, liposom, proteiner osv.) och sekvenserna av nukleinsyrorna (DNA, RNA osv.).
Källa: Cancers
Strukturell nanomedicin: En ny era för läkemedelsleverans
I tidigare studier upptäcktes att celler känner igen SNA och bjuder in dem. Mer viktigt är att cancerceller, på grund av sin överdrivna aktivitet, tar upp SNA i mycket högre grad än friska celler.
Så själva naturen hos cancerceller gör dem mer reaktiva på SNA.
“De flesta celler har scavenger‑receptorer på sina ytor. Men myeloida celler överuttrycker dessa receptorer, så det finns ännu fler av dem.
Om de känner igen en molekyl, drar de in den i cellen. Istället för att tvinga sig in i cellerna tas SNA naturligt upp av dessa receptorer.”
Detta är en del av det växande området strukturell nanomedicin, som använder exakt strukturell samt kompositionell kontroll för att finjustera hur nanomediciner interagerar med den mänskliga kroppen.
Det finns för närvarande 7 SNA‑baserade terapier i kliniska prövningar, inte bara för cancer utan även för infektionssjukdomar, neurodegenerativa sjukdomar och autoimmuna sjukdomar.
Prekliniska resultat i akut myeloid leukemi (AML)
Bygga kemoterapi‑SNA
Forskarna testade sin liposomala SNA för behandling av leukemi. De använde 5‑fluorouracil (5‑Fu), där nukleinsyredelen av SNA bestod av 10 enheter av kemiskt sammankopplad 5‑fluoro‑2′‑deoxyuridin.
Källa: ACS Publications
Den traditionella kemoterapin 5‑Fu misslyckas ofta med att nå cancerceller effektivt. Den kan också orsaka många problematiska biverkningar: illamående, trötthet och, i sällsynta fall, hjärtsvikt.
Problemet är inte bara läkemedlets toxicitet, utan att knappt 1 % av behandlingen löser sig i kroppen. Så den klumpar sig eller behåller en fast form, och kroppen kan inte absorbera den effektivt.
Vi vet alla att kemoterapi ofta är fruktansvärt giftig. Men många inser inte att den också ofta är dåligt löslig, så vi måste hitta sätt att omvandla den till vattenlösliga former och leverera den effektivt.”
Den överuttryckta SNA‑receptorn på myeloida celler (som orsakar leukemi) innebär att även en lägre dos 5‑Fu fortfarande når cancercellerna, men en mycket lägre dos når friska celler.
En extra bonus är att liposomala SNA är mycket lösliga, vilket eliminerar det problemet också.
“Dagens kemoterapeutika dödar allt de möter. Så de dödar cancercellerna, men också många friska celler. Vår strukturella nanomedicin söker specifikt myeloida celler.
Istället för att överbelasta hela kroppen med kemoterapi levererar den en högre, mer fokuserad dos exakt där den behövs.”
Effektivitetsökningar med SNA‑leverans
Den SNA‑drivna leveransen av 5‑Fu in i cellerna är 12,5 × högre än utan SNA. Mer viktigt är att i en in‑vitro‑studie uppnås en fyrorderns ökning (>1 000 ×).
I möss som används för att simulera mänsklig leukemi hade den kemoterapeutiska SNA en 59 × högre antitumöreffektivitet än 5‑Fu ensam. Kanske ännu viktigare, mössen visade inga av de biverkningar som 5‑Fu ger när de behandlades med SNA.
“I djurmodeller har vi visat att vi kan stoppa tumörer i deras spår.
Om detta översätts till mänskliga patienter är det ett riktigt spännande framsteg. Det skulle innebära mer effektiv kemoterapi, bättre svarsfrekvenser och färre biverkningar.”
Svep för att rulla →
| Mått | Fri 5‑Fu (standard) | SNA‑levererad 5‑Fu (liposomal SNA) |
|---|---|---|
| Cellupptag (AML‑celler) | 1× (baslinje) | ~12,5× högre |
| In vitro celldödlighetspotential | 1× (baslinje) | Upp till ~10 000× högre |
| Antitumöreffektivitet i möss (AML‑modell) | 1× (baslinje) | ~59× större tumörreduktion |
| Observerad toxicitet/biverkningar (i studien) | Betydande kända biverkningar av 5‑Fu (illamående, trötthet, kardiotoxicitet) | Ingen uppenbar toxicitet observerad i de bedömda parametrarna (musstudie) |
Framtida kliniska och kommersiella tillämpningar av SNA
SNA blir snabbt ett mycket lovande leveransmekanism för kemoterapiläkemedel.
Det nästa steget blir sannolikt att undersöka andra läkemedel i samma djurmodell, för att se om resultaten kan förbättras ännu mer. Till exempel skulle ett annat kemoterapiläkemedel som är känt för sina toxicitetsproblem men som är mycket effektivt mot celler kunna göras tolererbart eller nästan ofarligt med SNA, samtidigt som det blir ännu bättre på att döda cancerceller.
På lång sikt kommer mänskliga studier för att utvärdera potentialen hos denna teknik i verkliga patienter att behöva genomföras. Detta är ofta en kostsam process, som sträcker sig från fas I (testning på friska personer för att avgöra om de kan tolerera läkemedlet) till fas III (testning på många riktiga cancerpatienter).
Kommercialisering och SNA‑startup‑företag
CancerVax
Chad A. Mirkin, huvudforskare i denna studie och upptäckare av SNA, är också den vetenskapliga grundaren av Flashpoint Therapeutics, ett företag som är dedikerat till att implementera SNA i mänskliga terapeutiska tillämpningar.
De påstår, baserat på 9 in‑vivo‑studier, att SNA visar en 35 × förbättrad leverans, 80 × starkare immunaktivering och 6,5 × ökad tumördöd genom T‑celler. SNA kan absorberas av mer än 60 olika celltyper.
Källa: Flashpoint Therapeutics
Företaget har annonserat ett forskningsavtal med CancerVax, ett företag som utvecklar en universell cancerbehandlingsplattform som använder kroppens immunsystem för att bekämpa cancer.
Direktinvestering i CancerVax är endast möjlig för ackrediterade investerare, men en aktiefinansiering via crowdfunding pågår också, öppen för alla typer av investerare, till $2,1 per aktie, vilket ger företaget en värdering på över $80 M.
“CancerVax’s Universal Cancer Treatment platform requires precise, multi-component delivery to effectively detect and mark cancer cells.
Our technology is uniquely suited to this challenge, offering the ability to package and deliver Smart mRNA payloads with the efficiency and accuracy needed to realize the full potential of this promising therapeutic approach.”
Förutom cancer, kan SNA även användas för leverans av CRISPR‑baserade terapier.
LNP‑SNA trängde in i celler upp till tre gånger effektivare, orsakade mindre toxicitet, ökade genredigerings‑effektiviteten trefalt och förbättrade exakt DNA‑reparation med mer än 60 %, jämfört med standard‑lipid‑nanopartikel‑leveranssystem.
Sammanfattningsvis är SNA tydligt på väg att bli en mycket lovande teknik från in‑vitro‑ och in‑vivo‑djurobservationer, och är redo att utforska mänskliga tillämpningar för cancer, genterapi och andra nyckelmedicinska områden.
De kommer sannolikt också att dra nytta av framväxten av andra precisionsbehandlingar och teknologier, som CRISPR, vilket kommer att öka potentialen för SNA.
Studie refererad
1 .Taokun Luo, Young Jun Kim, Zhenyu Han, Jeongmin Hwang, Sneha Kumari, Vinzenz Mayer, Alex Cushing, Roger A. Romero, Chad A. Mirkin. Kemoterapeutiska sfäriska nukleinsyror. ACS NanoVol 19/Issue 44. 29 oktober 2025. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c16609
