Biotech
Ang Spherical Nucleic Acids ay Malaking Nagpapabuti sa Paghahatid ng Chemotherapy
Pagdadala ng Terapeutikong Nakabatay sa Nanoteknolohiya sa Kanser
Ang ating pag-unawa sa kanser ay lubos na umunlad sa nakaraang ilang dekada, na nagdala sa pagtuklas ng iba’t ibang molekula na kayang patayin ang mga selula ng kanser. Ang problema, gayunpaman, ay ang mga selula ng kanser ay bahagi pa rin ng katawan, kahit na kumikilos nang abnormal at sa huli ay papatay sa natitirang mga selula.
Ibig sabihin, ang parehong mga gamot na pumapatay sa mga selula ng kanser ay maaaring maging napakalasong para sa natitirang mga selula ng katawan. Bukod pa rito, ang mga metabolic at genetic na anomalya ng mga selula ng kanser ay madalas na humahadlang sa kanilang pagsipsip ng mga kemikal na epektibo laban sa kanila.
Dahil sa dalawang kadahilanang ito, ang proseso ng paghahatid ng mga gamot sa kanser patungo sa mga selula ng kanser ay maaaring kasinghalaga, kung hindi man mas mahalaga, kaysa sa kahusayan ng mismong gamot. Sa ganitong paraan, hindi lamang nababawasan ang mga negatibong side effect, kundi nagiging sapat ang bisa ng paggamot upang mailigtas ang pasyente.
Mahalaga rin ang tumpak na pagtutok upang mabawasan ang panganib ng pagbalik ng kanser, dahil ang mas mataas na kahusayan ay nangangahulugang mas kaunting pagkakataon na ang natitirang mga selula ng kanser ay “magtaguan” mula sa paggamot.
Isang lubos na promising na paraan ng paghahatid ang gumagamit ng Spherical Nucleic Acids (SNAs), isang bagong uri ng nanomolekula na maganda ang pagtanggap ng katawan. Kamakailan, ipinakita ng mga mananaliksik sa Northwestern University na maaaring radikal na mapataas ng SNAs ang kahusayan ng isang gamot para sa leukemia.
They published their results in ACS Nano1, under the title “Chemotherapeutic Spherical Nucleic Acids”.
Mga Hamon sa Paghahatid ng Gamot para sa Kanser
Maraming pagtaas sa survival rate mula sa kanser sa nakaraang dalawang dekada ay nauugnay sa mas magagandang sistema ng paghahatid para sa mga paggamot sa kanser. Halimbawa, ang mga antibodies, lalo na ang monoclonal antibodies, ay umangat upang maging isa sa mga pinakamahusay na therapeutic na opsyon para sa maraming uri ng kanser.
Isa pang opsyon ay ang paggamit ng passive drug targeting system, kung saan ang mga biomolecule o nanoparticle ay tumatarget nang tiyak sa mga selula ng kanser.
Source: MDPI
Habang ang mga antibodies ay namamayani sa oncology sa mga nakaraang taon, isang umuusbong na alternatibo ay ang nanoteknolohiya, na may mga espesyal na dinisenyong nanoparticle na kayang direktang dumikit sa mga selula ng kanser at ihatid ang chemotherapy lampas sa membrane ng selula.
Source: MDPI
Spherical Nucleic Acids (SNAs)
Gumamit ang mga mananaliksik sa pag-aaral na ito ng liposomal spherical nucleic acid (SNA) constructs. Ang mga ito ay binubuo ng isang nanoparticle core, na napalilibutan ng isang shell na gawa sa masiksik na nakaayos na hanay ng mga nucleic acid.
Source: Nature
Maraming iba’t ibang SNAs ang maaaring likhain sa pamamagitan ng pagbabago ng uri ng nanoparticle core (ginto, pilak, silica, liposome, protina, atbp.) at ng mga sequence ng nucleic acids (DNA, RNA, atbp.).
Source: Cancers
Structural Nanomedicine: Isang Bagong Panahon sa Paghahatid ng Gamot
Sa mga nakaraang pag-aaral, natuklasan na kinikilala ng mga selula ang SNAs at pinapasok ito sa loob. Higit pa rito, ang mga selula ng kanser, dahil sa kanilang labis na aktibidad, ay sumasama ng SNAs sa mas mataas na rate kumpara sa mga malusog na selula.
So the very nature of cancer cells makes them more reactive to SNAs.
“Karamihan sa mga selula ay may scavenger receptors sa kanilang mga ibabaw. Ngunit ang mga myeloid cell ay sobra-sobrang nagpapahayag ng mga receptors na ito, kaya mas marami pa ang mga ito.
Kung kinikilala nila ang isang molekula, huhugutin nila ito papasok sa selula. Sa halip na pilitin ang pagpasok sa selula, kusang kinukuha ng mga receptors ang SNAs.
Ito ay bahagi ng patuloy na lumalawak na larangan ng structural nanomedicine, na gumagamit ng tumpak na kontrol sa estruktura, pati na rin sa komposisyon, upang maayos na i-tune kung paano nakikipag-ugnayan ang mga nanomedicine sa katawan ng tao.
Mayroong 7 na SNA-based na therapy na kasalukuyang nasa clinical trials, hindi lamang para sa kanser, kundi pati na rin para sa mga nakakahawang sakit, neurodegenerative na sakit, at autoimmune na sakit.
Pre-clinical na Resulta sa Acute Myeloid Leukemia (AML)
Pagtatayo ng Chemotherapy SNAs
Sinubukan ng mga mananaliksik ang kanilang liposomal SNA para sa paggamot ng leukemia. Gumamit sila ng 5-fluorouracil (5-Fu), kung saan ang nucleic acid component ng SNA ay binubuo ng 10 yunit ng kemikal na magkakaugnay na 5-fluoro-2′-deoxyuridine.
Source: ACS Publications
Ang tradisyunal na chemotherapy na 5-Fu ay madalas na nabibigo na maabot nang epektibo ang mga selula ng kanser. Maaari rin itong magdulot ng maraming problematikong side effect ng chemotherapy: pagduduwal, pagkapagod, at, sa ilang bihirang kaso, kahit pagkabigo ng puso.
Ang problema ay hindi lamang ang pagiging lason ng mismong gamot, kundi na halos 1% lamang ng paggamot ang natutunaw sa katawan. Kaya ito ay namumuo o nananatiling solidong anyo, at hindi ito epektibong nasisipsip ng katawan.
Alam nating lahat na ang chemotherapy ay madalas na lubhang nakakalason. Ngunit maraming tao ang hindi nakakaalam na madalas din itong mahirap tunawin, kaya kailangan nating humanap ng mga paraan upang gawing water-soluble na anyo ito at maihatid nang epektibo.
Chad A. Mirkin – Northwestern University
Ang sobrang pagpapahayag ng mga SNA receptor ng mga myeloid cell (na nagdudulot ng leukemia) ay nangangahulugang kahit na mas mababang dosis ng 5-Fu ay maaabot pa rin ang mga selula ng kanser, ngunit napakababang dosis lamang ang naaabot ng mga malusog na selula.
Isang karagdagang benepisyo ay ang liposome SNAs ay napaka-soluble, kaya natatanggal din ang problemang iyon.
“Ang mga chemotherapeutic ngayon ay pumapatay ng lahat ng kanilang nakakasalubong. Kaya, pinapatay nila ang mga selula ng kanser, ngunit pati na rin ang maraming malusog na selula. Ang aming structural nanomedicine ay mas pinipili ang mga myeloid cell.
Sa halip na punuin ang buong katawan ng chemotherapy, ito ay naghahatid ng mas mataas, mas nakatutok na dosis eksaktong kung saan ito kailangan.
Chad A. Mirkin – Northwestern University
Pagtaas ng Bisa sa Pamamagitan ng Paghahatid ng SNA
Ang SNA-driven na paghahatid ng 5-Fu papasok sa mga selula ay 12.5 beses na mas mataas kaysa kung walang SNA. Higit pa rito, sa isang in-vitro na pag-aaral, umabot ito ng 4 na order ng magnitude (>1,000x).
Sa mga daga na ginamit upang gayahin ang leukemia sa tao, ang chemotherapeutic SNA ay nagpakita ng 59 beses na mas mataas na antitumor efficacy kumpara sa 5-Fu lamang. Marahil mas mahalaga pa, ang mga daga ay hindi nagpakita ng anumang side effect ng 5-Fu kapag ginamot ng SNAs.
“Sa mga animal model, ipinakita namin na maaari naming pigilan ang mga tumor sa kanilang pag-usad.
Kung ito ay maisasalin sa mga pasyenteng tao, ito ay isang napakakapanapanabik na pag-unlad. Ibig sabihin nito ay mas epektibong chemotherapy, mas magagandang response rate, at mas kaunting side effect.
Mag-swipe para mag-scroll →
| Metriko | Libreng 5-Fu (standard) | 5-Fu na inihatid ng SNA (liposomal SNA) |
|---|---|---|
| Pagkuha ng selula (AML cells) | 1× (baseline) | ~12.5× mas mataas |
| Potensiya ng pagpatay ng selula in vitro | 1× (baseline) | Hanggang ~10,000× mas mataas |
| Antitumor efficacy sa mga daga (modelo ng AML) | 1× (baseline) | ~59× mas malaking pagbawas ng tumor |
| Nakita na toxicity/side-effects (sa pag-aaral) | Mahalagang kilalang side-effect ng 5-Fu (pagduduwal, pagkapagod, cardiotoxicity) | Walang halatang toxicity na nakita sa mga sinusuri (pag-aaral sa daga) |
Mga Hinaharap na Klinikal at Komersyal na Aplikasyon ng SNAs
Ang SNAs ay mabilis na nagiging napaka-promising na mekanismo ng paghahatid para sa mga gamot na chemotherapy.
Ang susunod na hakbang ay malamang na tingnan ang iba pang mga gamot sa parehong animal model, upang makita kung ang mga resulta ay maaaring mapabuti pa. Halimbawa, isang ibang chemotherapy drug na kilala sa mga problema sa toxicity ngunit napakaepektibo sa pagpatay ng mga selula ay maaaring gawing matoleransya o halos hindi nakasasama gamit ang SNAs, habang nagiging mas mahusay pa sa pagpatay ng mga selula ng kanser.
Sa pangmatagalan, kailangan isagawa ang mga pag-aaral sa tao upang suriin ang potensyal ng teknolohiyang ito sa tunay na mga pasyente. Kadalasang magastos ang prosesong ito, nagsisimula sa phase I (pagsubok sa mga malusog na tao upang matukoy kung kaya nilang tiisin ang gamot) hanggang sa phase III (pagsubok sa maraming tunay na pasyente ng kanser).
Komersyalisasyon at mga SNA Start-up
CancerVax
Chad A. Mirkin, ang pangunahing siyentipiko ng pag-aaral na ito at tagapagdiskubre ng SNAs, ay siya ring scientific founder ng Flashpoint Therapeutics, isang kumpanya na nakatuon sa pag-deploy ng SNAs sa mga therapeutic na aplikasyon para sa tao.
Ipinapahayag nila mula sa 9 in-vivo na pag-aaral na ang SNAs ay nagpapakita ng 35 beses na pinabuting paghahatid, 80 beses na mas malakas na immune activation, at 6.5 beses na tumaas na pagpatay ng tumor ng mga T-cell. Ang mga SNAs ay maaaring masipsip ng higit sa 60 na iba’t ibang uri ng selula.
Source: Flashpoint Therapeutics
Inanunsyo ng kumpanya ang isang research agreement kasama ang CancerVax, isang kumpanya na nagde-develop ng universal cancer treatment platform na gumagamit ng immune system ng katawan upang labanan ang kanser.
Ang direktang pamumuhunan sa CancerVax ay posible lamang para sa mga accredited investors, ngunit isang equity fundraising sa pamamagitan ng crowdfunding ay isinasagawa rin, bukas sa lahat ng uri ng investors, sa $2.1/bawat share, na naglalagay sa kumpanya sa valuation na higit sa $80M.
“Ang Universal Cancer Treatment platform ng CancerVax ay nangangailangan ng tumpak, multi-component na paghahatid upang epektibong matukoy at markahan ang mga selula ng kanser.
Ang aming teknolohiya ay natatanging angkop sa hamong ito, na nag-aalok ng kakayahang i-package at ihatid ang Smart mRNA payloads na may kahusayan at katumpakan na kailangan upang maisakatuparan ang buong potensyal ng promising therapeutic approach na ito.
Bukod sa kanser, maaaring magamit din ang SNAs para sa paghahatid ng CRISPR-based na mga therapy.
Ang LNP-SNAs ay pumasok sa mga selula nang hanggang tatlong beses na mas epektibo, nagdulot ng mas kaunting toxicity, nagtaas ng gene-editing efficiency ng tatlong beses, at nagpa-improve ng tumpak na DNA repairs ng higit sa 60%, kumpara sa standard lipid nanoparticle delivery systems.
Sa pangkalahatan, malinaw na ang SNAs ay umaabot na sa puntong ito kung saan sila ay isang napaka-promising na teknolohiya mula sa in-vitro at in-vivo na pag-aaral sa hayop, at handa nang tuklasin ang mga aplikasyon sa tao para sa kanser, gene therapy, at iba pang mahahalagang medikal na aplikasyon.
Malamang na makikinabang din sila mula sa pag-usbong ng iba pang precision therapies at teknolohiya, tulad ng CRISPR, na magpapalakas sa potensyal ng SNAs.
Pag-aaral na Binanggit
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. Oktubre 29, 2025. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c16609
