Multipli mijelom je neizlečivi rak koštane srži koji svake godine ubije preko 100.000 ljudi. Poznata po brzom i smrtonosnom širenju, ova bolest je jedna od najzahtevnijih za rešavanje. Kako se ove ćelije raka kreću kroz različite delove tela, one mutiraju, nadmašujući moguće tretmane. Ljudi kojima je dijagnostikovan teški multipli mijelom koji je otporan na hemoterapiju obično prežive samo tri do šest meseci. Inovativne terapije su očajnički potrebne da bi se sprečilo širenje ove bolesti i pružila šansa za borbu za one koji pate od nje.
Michael Mitchell, J. Peter i Geri Skirkanich docenti za inovacije u bioinženjeringu (BE), i Christian Figueroa-Espada, student doktorskih studija BE na Fakultetu inženjerskih i primenjenih nauka Univerziteta Pensilvanije, kreirali su terapiju RNK nanočestica koja onemogućava da se multipli mijelom pomera i mutira. Tretman, opisan u njihovoj studiji objavljenoj u PNAS-u, isključuje funkciju privlačenja raka u krvnim sudovima, onemogućujući puteve kroz koje putuju ćelije višestrukog mijeloma.
Isključivanjem ovog „hemijskog GPS-a“ koji indukuje migraciju ćelija raka, terapija tima zaustavlja širenje multiplog mijeloma, pomažući da se potpuno eliminiše.
Endotelne ćelije, one koje oblažu krvne sudove, proizvode protein koji nam je potreban da bismo preživeli. Ovaj protein, CiPA, odgovoran je za savijanje i transport drugih proteina. Takođe aktivira odgovore T-ćelija kada se razbolimo.
Međutim, kada je prisutan multipli mijelom, endotelne ćelije prekomerno eksprimiraju CiPA i luče ga u krvne sudove gde njegove funkcije postaju maligne. Ovde je CiPA hemo-atraktant, što znači da povlači višestruke ćelije mijeloma iz koštane srži u krvne sudove gde one brzo putuju do drugih kostiju u telu.
„Da bismo zaustavili širenje, želeli smo da isključimo ovu funkciju CiPA koristeći RNK terapiju, ciljajući na mikrookruženje raka umesto na samu ćeliju raka“, kaže Mičel. „Ali unošenje nukleinskih kiselina u srž bilo je izazovno zbog složenih bioloških barijera.“
Da bi RNK uneo u koštanu srž koja je teško dostupna, tim je morao da redizajnira tradicionalno sredstvo za isporuku lipidnih nanočestica.
„Dizajnirali smo novu hibridnu nanočesticu koja bi mogla da isporuči malu interferirajuću RNK (siRNA) endotelnim ćelijama“, kaže Figueroa-Espada. „SiRNA zaustavlja ćelije da proizvode CiPA. Kada je testirana in vitro, terapija je sprečila širenje ćelija raka. Kada je testirana na miševima, kako sama tako i u kombinaciji sa hemoterapijom, naša terapija je uspela da smanji veličinu tumora, produži stopu preživljavanja i smanjiti otpornost raka na hemoterapiju.“
„Ovaj rad može pomoći da se poboljšaju trenutni tretmani za multipli mijelom, kao i za druge vrste raka koji se šire kroz krvne sudove“, dodaje Mičel. „Koristeći našu platformu za ciljani razvoj nanočestica, radujemo se istraživanju drugih karcinoma i bolesti kod kojih je CiPA prekomerno izražen.“
Stvarajući prepreku u putovanju raka kroz telo, tim Penn Engineeringa uklanja dugogodišnju barijeru u lečenju višestrukog mijeloma, pružajući stvarnu nadu ljudima kojima je dijagnostikovana ova bolest.
U budućem radu, tim planira da istraži utišavanje dodatnih funkcija u mikrookruženju karcinoma kako bi se bolje prevazišla rezistencija na lekove, početak raka i metastaze. Oni trenutno rade sa Rubenom Karaskom, profesorom patologije na Institutu za rak Dana-Farber i ko-korespondentnim autorom ove studije, kako bi identifikovali potencijalne mete za ovu vrstu terapije. Jednom kada se terapija nanočesticama RNK pokaže bezbednom kod većih životinja, ova studija dokaza o konceptu može da pređe na klinička ispitivanja.
