Μία από τις προκλήσεις στη μάχη με τον καρκίνο του παγκρέατος είναι η ανακάλυψη τρόπων διείσδυσης στον πυκνό ιστό του οργάνου για τον καθορισμό των ορίων μεταξύ κακοήθους και φυσιολογικού ιστού. Μια νέα μελέτη ανακάλυψε έναν έξυπνο τρόπο να το κάνει αυτό, χρησιμοποιώντας μικροσκοπικές δομές φτιαγμένες από DNA, που μοιάζουν με origami.
Συγκεκριμένα, αυτές οι μικροσκοπικές κατασκευές μεταφέρουν ειδικές φθορίζουσες ουσίες, οι οποίες λάμπουν σαν φωτάκια δείχνοντας τα σημεία που έχουν προσβληθεί από τον καρκίνο, και τις απελευθερώνουν μόνο στα καρκινικά κύτταρα του παγκρέατος, χωρίς να επηρεάζουν τα υγιή κύτταρα. Η έρευνα, που δημοσιεύτηκε στο Advanced Science, εκπονήθηκε από τον καθηγητή Δρα Bumsoo Han από το Πανεπιστήμιο του Ιλινόις και την μεταδιδακτορική ερευνήτρια Δρα Jong Hyun Choi από το Πανεπιστήμιο Purdue. Διαπίστωσαν ότι αυτές οι δομές DNA μπορούν να εντοπίσουν συγκεκριμένα καρκινικά κύτταρα που σχετίζονται με μια πολύ συχνή μετάλλαξη (KRAS), η οποία εμφανίζεται στο 95% των περιπτώσεων καρκίνου του παγκρέατος.
Η πολύτιμη λειτουργία του DNA – και των origami
Το DNA, εκτός από το ότι περιέχει τις γενετικές μας πληροφορίες, έχει και μια πολύ ενδιαφέρουσα ιδιότητα: μπορεί να αναδιπλώνεται με ακρίβεια σε πολύ μικρές, νανομετρικές δομές, σαν μικρά «origami». Αυτές οι δομές μπορούν να χρησιμοποιηθούν σαν «φορείς» για να μεταφέρουν μικρά μόρια, όπως φθορίζουσες χρωστικές, που βοηθούν στην ανίχνευση καρκινικών κυττάρων.
Ο καθηγητής του Ιλινόις Bumsoo Han, αριστερά, και η μεταδιδακτορική ερευνήτρια Sae Rome Choi Πηγή: Fred Zwicky
Στην πρόσφατη έρευνά τους, οι επιστήμονες δημιούργησαν τεχνητά μοντέλα καρκίνου του παγκρέατος στο εργαστήριο. Χρησιμοποίησαν 3D εκτυπωμένους όγκους και ειδικές μικροσυσκευές που μιμούνται το περιβάλλον ενός πραγματικού όγκου, ώστε να εξετάσουν πώς θα λειτουργούσε αυτή η νέα τεχνολογία στον ανθρώπινο οργανισμό. Για να διαπιστώσουν εάν οι δομές DNA μπορούν να διεισδύσουν στους όγκους, οι ερευνητές τις «γέμισαν» με φθορίζουσες ουσίες και τις παρακολούθησαν με ειδικά μηχανήματα. Στη συνέχεια, τις δοκίμασαν και σε πειραματικά ποντίκια που είχαν ανθρώπινο καρκινικό ιστό στο πάγκρεας, για να μελετήσουν πώς ακριβώς κατανέμονται αυτές οι δομές στο σώμα.
Η ερευνητική ομάδα πειραματίστηκε με διάφορα μεγέθη και σχήματα νανοδομών DNA origami, για να καταλήξουν στα πιο αποτελεσματικά στην είσοδο μέσα στους όγκους του παγκρέατος. Δοκίμασαν δύο βασικά σχήματα -σωληνοειδή και επίπεδα, σαν πλακάκια. Διαπίστωσαν ότι οι σωληνοειδείς δομές, με μήκος περίπου 70 νανόμετρα και διάμετρο 30 νανόμετρα, καθώς και πολύ μικρότερες σωληνοειδείς δομές (μόλις 6 νανόμετρα μήκος), είχαν την καλύτερη απορρόφηση από τα καρκινικά κύτταρα. Αντίθετα, τα ίδια σωματίδια δεν απορροφήθηκαν από τους γύρω, υγιείς ιστούς. Οι μεγαλύτερες σωληνοειδείς δομές και όλα τα επίπεδα σχήματα δεν ήταν τόσο αποτελεσματικά.
«Εκπλαγήκαμε όταν είδαμε πόσο δραστικά η διακύμανση του μεγέθους και του σχήματος των πακέτων των DNA origami επηρέασε την πρόσληψη από τα καρκινικά κύτταρα σε σχέση με τα υγιή κύτταρα», δήλωσε ο Δρ. Han. «Εκτιμούσα ότι το μικρότερο σχήμα θα ήταν καλύτερο, ώστε να υπάρχει μεγαλύτερη συσσώρευση, αλλά φαίνεται ότι υπάρχει ένα “ιδανικό σημείο” που συνδυάζει το σωστό μέγεθος και το κατάλληλο σχήμα» πρόσθεσε.
Το επόμενο βήμα της ομάδας είναι να γεμίσουν αυτές τις δομές DNA με χημειοθεραπευτικά φάρμακα, ώστε να στοχεύουν αποκλειστικά τα καρκινικά κύτταρα και να προστατεύουν τα υγιή. Όπως δήλωσε ο Δρ. Han, αυτός ο στόχος, μαζί με τη χρήση προηγμένων εργαστηριακών μοντέλων που περιορίζουν τα πειράματα σε ζώα, ανοίγει τον δρόμο για ταχύτερη και πιο ασφαλή ανάπτυξη νέων θεραπειών.
Διαβάστε επίσης
Καρκίνος Παγκρέατος: Το φυτό που ανοίγει το δρόμο για τη θεραπεία
Καρκίνος Παγκρέατος: Τα επικίνδυνα συμπτώματα και οι παράγοντες κινδύνου
Καρκίνος Παγκρέατος: Εξελίξεις στη θεραπεία αυτής της επιθετικής μορφής νόσου
