Komórkowe leczenie raka
Konwencjonalne cytotoksyczne terapie przeciwnowotworowe, takie jak promieniowanie lub chemioterapia, charakteryzują się niewielką selektywnością i wywołują szerokie spektrum silnych skutków ubocznych. Indywidualne różnice genetyczne dodatkowo komplikują sytuację. Generowanie leków in situ przy użyciu reakcji szablonowych kwasu nukleinowego zapewnia wyjątkową strategię leczenia komórkowego. W ramach finansowanego przez UE projektu MOLECULARDOCTORS zbadano użycie chemioterapii ukierunkowanych na ekspresję poszczególnych genów z myślą o opracowaniu nowych metod leczenia raka. Strategia opiera się na aktywacji szablonu mRNA proleków peptydowego kwasu nukleinowego (PNA) poprzez reakcje transferu peptydylu. PNA to sztucznie syntetyzowany polimer podobny do DNA lub RNA. Syntetyczne oligomery PNA w ostatnich latach wykorzystuje się do prób diagnostycznych i terapii antysensownych. Oligomery PNA wykazują wysoką specyficzność w wiązaniu z uzupełniającymi kwasami nukleinowymi. PNA nie są łatwo rozpoznawane przez inne nukleazy lub proteazy i zachowują stabilność w szerokim zakresie pH. Choć niezmodyfikowane PNA nie potrafią łatwo przekraczać błon komórkowych, aby wejść do cytozolu, kowalentne sprzężenie penetrującego komórkę peptydu z a PNA może ułatwić dostarczanie cytozolu. W ramach strategii projektu, dwa krótkie oligomery PNA wyposażono we fragmenty cytotoksycznego peptydu skrzyżowanego przylegle z komplementarnym RNA, które musi być biomarkerem komórki uzłośliwionej. Jedna z sond PNA prezentuje sekwencję peptydylu jako grupę dawcy, podczas gdy druga stanowi sekwencję peptydylu cysteiny końca N jako grupę biorcy. To przyległe ustawienie uruchamia zależną od szablonu ligację, która umożliwia rekonstrukcję pełnej cytotoksycznej sekwencji peptydowej. Po reakcji transferowej, PNA z pełną cytotoksyczną sekwencją peptydową może oddzielić się od szablonu, aby zaangażować się w produkcję katalityczną większej liczby peptydów. Na peptyd cytotoksyczny naukowcy wybrali mitochondrialny peptyd KLAK, który wykazuje właściwości cytotoksyczne in vitro i in vivo poprzez przerwanie błony mitochondrialnej i uwolnienie cytochromu c, który aktywuje apoptozę. Po wybraniu najlepszych par peptydów naukowcy zsyntetyzowali przyjmujące i donujące koniugaty PNA–peptyd. Jako weryfikację koncepcji w ramach tego innowacyjnego projektu, postanowili zsyntetyzować sondę przyjmującą z peptydem penetrującym komórkę i przeprowadzić szablonową reakcję katalityczną z pozakomórkowym RNA. Po reakcji transferowej pełnej długości koniugat peptyd–PNA musiał dokonać penetracji komórki i wywołać apoptozę. Rezultaty tego ostatniego etapu projektu są obecnie badane. Rozwój nowych metod leczenia przeciwnowotworowego niewątpliwie przyniosą korzyści społeczno-gospodarcze na całym świecie. Zespół projektu realizuje ambitny cel, jakim jest osiągnięcie swoistego, kierowanego przez mRNA uwolnienia bioaktywnych gatunków w komórkach raka. To może doprowadzić do odkrycia nowej klasy środków terapeutycznych, które można wykorzystać w walce przeciw nowotworom, a także w opracowaniu innych leków.
