當涉及到倖存的輻射時,Tardigrades確實知道了他們的東西,聳了聳肩,可以消滅大多數其他生命形式。現在,研究人員正在利用這些知識來尋找保護健康細胞的方法治療。
由哈佛醫學院的Ameya Kirtane領導的團隊和愛荷華大學的Jianling Bi以Messenger RNA的形式隔離了這一超級大國,當注射到細胞中時,它可以保護它們免受輻射的影響。
當人們接受放射療法治療癌症時,不僅僅是腫瘤。輻射也會導致健康細胞中的DNA斷裂,導致大規模的細胞死亡和炎症,這導致治療不愉快的副作用。
愛荷華大學輻射腫瘤學家,“它可以表現為像口腔瘡一樣簡單的東西,因為人們如此痛苦,因為它是如此痛苦,因為人們的痛苦,體重減輕或出血而遭受了極大的痛苦,這可能會限制一個人的進食能力。”詹姆斯·伯恩 說。
儘管他們的可愛綽號如苔蘚小豬和水熊,但微觀,八足動物被稱為tardigrades。除了在烤箱中最熱的環境和7.5 GPA的壓力之外,他們還可以處理大約一千次電離輻射的劑量會殺死人。
他們之所以這樣做,是因為他們能夠生產獨特的蛋白質DSUP(縮短了“抑制損害”),這有助於他們忍受初始爆炸和結果,該形式在細胞中,否則會撕裂一條或什至兩根DNA。
科學家有作為對癌症治療的潛在幫助,因為它是在2016年發現的,現在他們更近了。
這項2016年的研究表明,當在人類細胞中表達時,DSUP將X射線誘導的DNA損傷降低了約40%,這就是為什麼研究人員希望它能保護癌症患者免受嚴重治療的嚴重副作用的原因。
但是DSUP必須在細胞的核內才能起作用。將該蛋白質直接傳遞到每個細胞中是不可行的,並且將DSUP的基因直接整合到DNA中具有自身的風險。
“我們方法的優勢之一是,我們使用的是暫時表達蛋白質的使者RNA,因此認為它比DNA之類的東西更安全,而DNA可以將其納入細胞的基因組,“ Kirtane”說。
通過將mRNA包裹在特定的聚合物脂質納米顆粒中(一種最適合結腸的設計,是口腔的理想選擇),它們能夠將鏈條將鏈條偷運到實驗室生長的細胞中,在這些細胞中,它們被用來生成大量的DSUP分解。
“我們認為,也許通過將這兩個系統結合在一起 - 聚合物和脂質 - 我們也許能夠獲得兩全其美並獲得高度有效的RNA。這本質上是我們所看到的,” Kirtane說。
重要的是,在mRNA“食譜”格式中傳遞DSUP還防止了保護性的tardigrade裝甲潛水進入細胞的路線應該殺死輻射,例如構成腫瘤的輻射。
為了確保這起作用,該團隊將DSUP編碼mRNA注射到小鼠中,六個小時後,他們收到了一定劑量的輻射,大約等同於可能給予人類癌症患者的輻射。
一組小鼠接受了mRNA治療和輻射。另一個,直腸。並且在沒有DSUP保護的情況下給出了一些額外的小鼠,以提供比較的基線。
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與未接受DSUP保護的對照組相比,“直腸”組經歷了大約一半的輻射引起的雙鏈DNA斷裂。 “嘴巴”群體大約有三分之一的同齡人。 mRNA處理似乎對腫瘤體積沒有影響。
這項研究僅僅是開始:樣本量很小,當然,我們無法預測人體如何僅根據實驗室生長的細胞或小鼠的測試對治療做出反應。但這足以促使進一步調查,尤其是現在他們知道他們可以將mRNA安全地進入細胞,而無需賦予癌症的好處。
“使用DSUP mRNA遞送可能會用於其他幾種臨床應用,包括保護正常組織免受DNA損害化療或特定組織的進行性退化,癌症的易感性,染色體不穩定性,染色體不穩定性以及對DNA受傷的藥物的超敏反應,”作者寫。
“除了與癌症相關的應用外,DSUP蛋白的使用還可以擴展到全身暴露於空間輻射或預防核輻射暴露的情況下。”
這項研究發表在自然生物醫學工程。