DNA artificiale per uccidere il cancro

 

 

Il DNA a forma di forcina si lega con il microRNA nelle cellule tumorali per innescare una risposta immunitaria.

 

 

I ricercatori dell’Università di Tokyo hanno utilizzato il DNA artificiale per colpire e uccidere le cellule tumorali in un modo completamente nuovo.

Il metodo è stato efficace nei test di laboratorio contro le cellule derivate dal cancro cervicale umano e dal cancro al seno e contro le cellule di melanoma maligno dei topi.

Il team ha creato una coppia di DNA sintetizzato chimicamente, a forma di forcina, che uccide il cancro. Quando le coppie di DNA sono state iniettate nelle cellule tumorali, si sono collegate a molecole di microRNA (miRNA) che sono sovraprodotte in alcuni tumori.

Una volta collegati al miRNA, si sono sbrogliati e uniti insieme, formando catene più lunghe di DNA che hanno innescato una risposta immunitaria.

Questa risposta non solo ha ucciso le cellule tumorali, ma ha impedito un’ulteriore crescita del tessuto canceroso. Questo metodo è diverso dai trattamenti farmacologici antitumorali convenzionali e si spera di portare a una nuova era di sviluppo di farmaci.

Il cancro è un problema di salute globale tristemente familiare e gli attuali metodi di trattamento hanno i loro limiti. Tuttavia, i farmaci basati sugli acidi nucleici – vale a dire DNA e RNA, le molecole vitali che trasportano informazioni – possono controllare le funzioni biologiche delle cellule e dovrebbero trasformare il futuro della medicina e fornire una spinta significativa verso gli sforzi per superare il cancro e altre malattie difficili da trattare, causate da virus e malattie genetiche.

Un gruppo di ricerca dell’Università di Tokyo, guidato dall’assistente professore Kunihiko Morihiro e dal professor Akimitsu Okamoto della Graduate School of Engineering, è stato ispirato a creare un nuovo farmaco antitumorale utilizzando DNA artificiale.

“Abbiamo pensato che se possiamo creare nuovi farmaci che funzionano con un meccanismo d’azione diverso da quello dei farmaci convenzionali, potrebbero essere efficaci contro i tumori che sono stati incurabili fino ad ora”, ha detto Okamoto.

L’uso di farmaci a base di acido nucleico per il trattamento del cancro è stato impegnativo perché è difficile distinguere gli acidi nucleici tra cellule tumorali e altre cellule sane.

Ciò significa che esiste il rischio di influenzare negativamente il sistema immunitario del paziente se le cellule sane vengono inavvertitamente attaccate.

Tuttavia, per la prima volta, il team è stato in grado di sviluppare un filamento di DNA a forma di forcina che può attivare una risposta immunitaria naturale per colpire e uccidere specifiche cellule cancerose.

Le cellule tumorali possono sovraesprimere o fare troppe copie di alcune molecole di DNA o RNA, causando loro di non funzionare normalmente. Il team ha creato coppie di DNA a forcina oncolitica artificiale (che uccide il cancro) chiamate oHP.

Questi oHP sono stati attivati per formare filamenti di DNA più lunghi quando hanno incontrato un breve (micro) RNA chiamato miR-21, che è sovraespresso in alcuni tumori. In genere, gli oHP non formano fili più lunghi a causa della loro forma a forcina curva.

Tuttavia, quando gli oHP artificiali entrano in una cellula e incontrano il microRNA bersaglio, si aprono per combinarsi con esso e formare un filamento più lungo. Questo fa sì che il sistema immunitario riconosca la presenza del miR-21 sovraespresso come pericoloso e attivi una risposta immunitaria innata, che alla fine porta alla morte delle cellule tumorali.

I test sono stati efficaci contro il miR-21 sovraespresso trovato nelle cellule derivate dal cancro cervicale umano, nelle cellule derivate dal carcinoma mammario triplo negativo umano e nelle cellule derivate dal melanoma maligno del topo.

“La formazione di lunghi filamenti di DNA dovuti all’interazione tra DNA corto oHP e miR-21 sovraespresso, trovato da questo gruppo di ricerca, è il primo esempio del suo uso come risposta di amplificazione immunitaria selettiva che può colpire la regressione del tumore, fornendo una nuova classe di farmaci candidati all’acido nucleico con un meccanismo completamente diverso dai noti farmaci per acidi nucleici, ” dice Okamoto.

“I risultati di questo studio sono una buona notizia per i medici, i ricercatori di scoperta di farmaci e i malati di cancro, poiché riteniamo che darà loro nuove opzioni per lo sviluppo di farmaci e le politiche sui farmaci. Successivamente, mireremo alla scoperta di farmaci sulla base dei risultati di questa ricerca ed esamineremo in dettaglio l’efficacia del farmaco, la tossicità e i potenziali metodi di somministrazione”.

Questa ricerca ha ancora molti passi da fare prima che un trattamento possa essere reso disponibile, ma il team è fiducioso nei benefici degli acidi nucleici per la scoperta di nuovi farmaci.