درمان نوین برای مبارزه با سرطان ریه و تحلیل عضلانی

Lipid nanoparticles consisting of DC-cholesterol and 113-O12B ionizable lipid bind with vitronectin (Vtn) in blood, forming a protein corona that enables interaction with vitronectin receptors. These receptors are abundant in lung tissues and overexpressed in tumor microenvironments. The nanoparticles demonstrate preferential accumulation in lung tumors compared to surrounding lung tissue, making them effective for targeted mRNA delivery to lung cancer. This cancer-preferential mRNA delivery achieved approximately 2.5-fold greater reduction in tumor burden than liver-tropic LNPs producing systemic FST. Furthermore, it efficiently mitigated cancer cachexia by improving food intake, maintaining body weight, and preserving muscle and adipose tissues without adverse effects. Credit: Parinaz Ghanbari

این تحقیق که در Journal of Controlled Release منتشر شده است، از نانوذرات لیپیدی برای انتقال مواد ژنتیکی درمانی مستقیماً به تومورهای ریه استفاده می‌کند.

نانوذرات mRNA را به تومورهای ریه منتقل می‌کنند

در آزمایش‌هایی که با موش‌ها انجام شد، تیمی به رهبری اولگ تاراتولا و یون ته گو از دانشکده داروسازی OSU، حامل‌های نانویی حاوی mRNA فوللیستاتین را آزمایش کردند. این نانوذرات در تومورهای ریه تجمع یافته و mRNA به سلول‌ها دستور می‌دهد تا فوللیستاتین، پروتئینی را تولید کنند که می‌تواند به سرکوب رشد تومور کمک کند و در عین حال از رشد بافت عضلانی حمایت کند.

نانوذرات لیپیدی که به عنوان LNPs شناخته می‌شوند، از طریق وریدی تجویز می‌شوند. توانایی آنها در رسیدن به تومورهای ریه تا حدی به ویتronectin، پروتئینی که به طور طبیعی در سرم خون یافت می‌شود، بستگی دارد.

لیپیدها اسیدهای چرب و ترکیبات آلی مرتبط هستند که شامل بسیاری از روغن‌ها و موم‌های طبیعی می‌شوند. نانوذرات قطعات بسیار کوچکی از مواد هستند که معمولاً بین یک تا 100 میلیاردیم متر اندازه دارند.

تاراتولا گفت: «ما دریافتیم که این LNPs به ویتronectin در جریان خون متصل می‌شوند که سپس آنها را به تومورهای سرطان ریه هدایت می‌کند، با تعامل با گیرنده‌های اینتگرین که در سطح تومور بیش از حد بیان می‌شوند.»

گیرنده‌های اینتگرین به اتصال سلول‌ها به محیط اطرافشان کمک می‌کنند و بر نحوه پاسخ سلول‌ها به سیگنال‌ها در محیطشان تأثیر می‌گذارند.

غلبه بر یک چالش بزرگ در انتقال mRNA

رسیدن درمان‌های مبتنی بر mRNA به تومورهای ریه پس از تجویز از طریق جریان خون دشوار بوده است. نانوذرات لیپیدی معمولی اغلب به جای رسیدن به سلول‌های سرطانی مورد نظر، در کبد تجمع می‌یابند.

تاراتولا گفت: «تحویل سیستمیک mRNA درمانی به تومورهای سرطان ریه یک چالش مهم در زمینه ما بوده است و این کار یک راه حل امیدوارکننده ارائه می‌دهد. در مقایسه با LNPs معمولی که پس از تجویز سیستمیک در کبد تجمع می‌یابند، رویکرد ما کاهش تقریباً 2.5 برابری بار تومور را به دست آورد.

سرطان ریه سومین سرطان شایع در ایالات متحده و علت اصلی مرگ ناشی از سرطان است (سرطان پوست شایع‌ترین، پس از آن سرطان پروستات برای مردان و سرطان سینه برای زنان است).

انجمن سرطان آمریکا تخمین می‌زند که حدود 230000 مورد جدید سرطان ریه در ایالات متحده در سال جاری تشخیص داده شود و حدود 125000 نفر بر اثر این بیماری جان خود را از دست بدهند. به طور کلی، حدود 5 درصد از افراد به سرطان ریه مبتلا می‌شوند، با افراد سیگاری که در معرض خطر بیشتری قرار دارند.

هدف قرار دادن کاکسیا سرطان در عین حال

سرطان ریه همچنین می‌تواند با کاکسیا، یک بیماری جدی که باعث کاهش شدید وزن و عضلات می‌شود، همراه باشد. کاکسیا می‌تواند تا 30 درصد از بیماران سرطانی را که تحت تأثیر قرار می‌گیرند، از بین ببرد.

برخلاف کاهش وزن معمولی، کاکسیا حتی زمانی که فرد به اندازه کافی غذا می‌خورد ادامه می‌یابد. بیماران نه تنها چربی بدن، بلکه مقدار قابل توجهی از عضلات خود را نیز از دست می‌دهند.

محققان درمان خود را طراحی کردند تا هر دو مشکل را به طور همزمان با استفاده از mRNA فوللیستاتین، که اثرات مرتبط با سرکوب تومور و رشد عضلات دارد، مورد هدف قرار دهند.

تاراتولا گفت: «با بارگیری LNPs ما با mRNA فوللیستاتین، درمانی را توسعه دادیم که به طور همزمان سرطان ریه و کاکسیا سرطان را هدف قرار می‌دهد، همه بدون عوارض جانبی. ما به آنچه تاکنون دیده‌ایم بسیار امیدوار هستیم و امیدواریم آزمایش در انسان در آینده انجام شود.

نیاز به آزمایش بیشتر قبل از کارآزمایی‌های انسانی

این یافته‌ها هنوز در مرحله پیش بالینی هستند، به این معنی که درمان هنوز در افراد آزمایش نشده است. مطالعات بیشتری برای تعیین ایمنی و اثربخشی آن قبل از اینکه محققان بتوانند کارآزمایی‌های انسانی را در نظر بگیرند، مورد نیاز است.

ولادیسلاو گریگوریف، تتینا کورزون، عمار سالم، کونگبرلایتاپ شیتالجیت شارما، پرم سینگ، کریسا کیوسی و اولنا تاراتولا از دانشکده داروسازی نیز در این تحقیق مشارکت داشتند، و همچنین دنیل مارکس از Endevica Bio، شرکتی که درمان‌های پپتیدی را توسعه می‌دهد.

حمایت از این مطالعه توسط موسسه ملی سرطان، موسسه ملی سلامت کودکان و توسعه انسانی Eunice Kennedy Shriver و بنیاد تحقیقات ملی کره انجام شد.