Os cientistas desenvolveram uma nanoflower de DNA que oferece quimioterapia e terapia genética diretamente às células de câncer de mama, aumentando a eficácia e reduzindo os efeitos colaterais nos testes iniciais.
Crédito da imagem: svitlana hulko/shutterstock.com
O câncer de mama continua sendo um dos cânceres mais prevalentes do mundo. Embora medicamentos como doxorrubicina (DOX) sejam comumente usados, sua eficácia é frequentemente limitada pela toxicidade, más direcionamentos e pelo desenvolvimento de resistência a vários medicamentos. As nanoestruturas de DNA, devido à sua biocompatibilidade e programabilidade, estão ganhando atenção como veículos de entrega mais precisos.
Os pesquisadores criaram um novo sistema de administração de medicamentos baseado em nanoflores de DNA capaz de conceder um oligonucleotídeo antisense (ASO) e o medicamento quimioterapia dox.
Publicado em Letras micro e nanoo estudo demonstra como eles usaram um método de amplificação dupla para formar uma nanoestrutura de DNA em forma de flor com alta capacidade de carregamento de drogas e entrega altamente direcionada.
Este estudo se concentra em combater as limitações das terapias tradicionais baseadas em DOX, combinando silenciamento de genes e quimioterapia em um sistema de entrega. Os nanoflowers de DNA também são funcionalizados com AS1411, um aptâmero que se liga à nucleolina (uma proteína superexpressa em muitas células tumorais), melhorando a precisão do direcionamento.
Construindo a nanoflower de DNA
A equipe de pesquisa usou um processo de amplificação de duas etapas para construir os nanoflowers. Primeiro, eles usaram a amplificação do círculo rolante com polimerase de DNA PHI29 para produzir longas sequências de DNA de fita simples com unidades de repetição. Essas sequências foram então amplificadas ainda usando amplificação de enzimas multiplexadas, formando a estrutura exclusiva da nanoflower.
Sequências específicas foram projetadas no andaime de DNA para transportar os medicamentos ASO e DOX. ASO direcionou o PLK1, um gene associado ao crescimento e divisão de células cancerígenas, enquanto o DOX foi intercalado diretamente na estrutura do DNA, fazendo uso de sua afinidade pure pelas bases de DNA.
O aptâmero AS1411 foi conjugado com a nanoestrutura para permitir o direcionamento específico do tumor. A equipe confirmou o tamanho, a morfologia e a funcionalização bem -sucedida da estrutura usando uma variedade de técnicas analíticas, incluindo microscopia eletrônica de transmissão, espalhamento dinâmico de luz e eletroforese em gel.
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In vitro e In vivo Teste
In vitro As experiências foram realizadas usando células de câncer de mama MCF-7 para avaliar a captação celular, silenciamento de genes, citotoxicidade, apoptose e migração celular. Os pesquisadores usaram citometria de fluxo, ensaios de CCK-8, ensaios de qRT-PCR, Western blotting e transwell migração para avaliar esses parâmetros.
O in vivo A fase do estudo utilizou camundongos nus implantados com células MCF-7 para formar tumores da mama. Depois que os tumores se desenvolveram, os ratos foram tratados localmente com as formulações de nanoflower.
Resultados promissores em testes iniciais
A análise dos nanoflowers de DNA mostrou sua alta eficiência de carregamento de drogas e sua forma uniforme, semelhante a uma flor. As estruturas funcionalizadas com aptâmero mostraram captação significativamente aumentada nas células cancerígenas em comparação com os controles não direcionados.
Nos testes de laboratório, a nanoflower que transporta ASO e DOX (referida como DNF-ASO@DOX) reduziu a proliferação de células tumorais e desencadeou a apoptose de maneira mais eficaz do que o DOX ou ASO sozinho. A ASO silenciou a expressão de PLK1, confirmada nos níveis de mRNA e proteína e resultou em parada do ciclo celular e aumento da morte celular.
O sistema permitiu a liberação controlada do medicamento em resposta a sinais enzimáticos, especificamente Fen1, que é superexpressa nas células tumorais. Isso significava que os agentes ativos foram liberados principalmente no native do tumor, minimizando os danos ao tecido saudável.
Nos estudos em animais, os tumores tratados com DNF-ASO@DOX mostraram crescimento acentuadamente reduzido. A análise tecidual revelou níveis mais altos de apoptose e menor expressão de PLK1 nas células tumorais. Os exames de sangue e as inspeções de órgãos indicaram toxicidade sistêmica mínima, apoiando a biocompatibilidade da plataforma de nanoflower.
Olhando para o futuro
O estudo destaca o potencial dos nanoflowers de DNA como um novo tipo de ferramenta de terapia combinada, capaz de fornecer tratamentos genéticos e quimioterapêuticos de maneira altamente direcionada. Com seus mecanismos de ligação específicos para o tumor e de liberação controlada, a plataforma pode oferecer uma nova rota para superar questões como resistência a vários drogas e efeitos colaterais fora do alvo que atualmente limitam os tratamentos com câncer de mama.
Referência do diário
Shen X., Zhu A., et al. (2025). A nanoflower de DNA permite a co-entrega controlada de oligodeoxinucleotídeo antisense e doxorrubicina para tratamento de câncer anti-suprete. Letras micro e nano. Doi: 10.1002/mnnl.202500008, https://ietresearch.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1049/mna2.70008