当涉及到幸存的辐射时,Tardigrades确实知道了他们的东西,耸了耸肩,可以消灭大多数其他生命形式。现在,研究人员正在利用这些知识来寻找保护健康细胞的方法治疗。
由哈佛医学院的Ameya Kirtane领导的团队和爱荷华大学的Jianling Bi以Messenger RNA的形式隔离了这一超级大国,当注射到细胞中时,它可以保护它们免受辐射的影响。
当人们接受放射疗法治疗癌症时,不仅仅是肿瘤。辐射也会导致健康细胞中的DNA断裂,导致大规模的细胞死亡和炎症,这导致治疗不愉快的副作用。
“它可以表现为像口腔疮一样简单的东西,这可能会限制一个人的进食能力,因为它是如此痛苦,需要住院,因为人们遭受了痛苦,体重减轻或出血的痛苦,”爱荷华大学辐射肿瘤学家詹姆斯·伯恩(James Byrne) 说。
尽管他们的可爱绰号如苔藓小猪和水熊,但微观,八足动物被称为tardigrades。除了在烤箱中最热的环境和7.5 GPA的压力之外,他们还可以处理大约一千次电离辐射的剂量会杀死人。
他们之所以这样做,是因为他们能够生产独特的蛋白质DSUP(缩短了“抑制损害”),这有助于他们忍受初始爆炸和结果,该形式在细胞中,否则会撕裂一条或什至两根DNA。
科学家有作为对癌症治疗的潜在帮助,因为它是在2016年发现的,现在他们更近了。
这项2016年的研究表明,当在人类细胞中表达时,DSUP将X射线诱导的DNA损伤降低了约40%,这就是为什么研究人员希望它能保护癌症患者免受严重治疗的严重副作用的原因。
但是DSUP必须在细胞的核内才能起作用。将该蛋白质直接传递到每个细胞中是不可行的,并且将DSUP的基因直接整合到DNA中具有自身的风险。
“我们方法的优势之一是,我们使用的是暂时表达蛋白质的使者RNA,因此认为它比DNA之类的东西更安全,而DNA可以将其纳入细胞的基因组,“ Kirtane”说。
通过将mRNA包裹在特定的聚合物脂质纳米颗粒中(一种最适合结肠的设计,是口腔的理想选择),他们能够将链条将链条偷运到实验室生长的细胞中,在这些细胞中,它们被用来在瓦解前用来产生大量的DSUP。
“我们认为,也许通过将这两个系统结合在一起 - 聚合物和脂质 - 我们也许能够获得两全其美并获得高度有效的RNA。这本质上是我们所看到的,” Kirtane说。
重要的是,在mRNA“食谱”格式中传递DSUP还防止了保护性的tardigrade装甲潜水进入细胞的路线应该杀死辐射,例如构成肿瘤的辐射。
为了确保这起作用,该团队将DSUP编码mRNA注射到小鼠中,六个小时后,他们收到了一定剂量的辐射,大约等同于可能给予人类癌症患者的辐射。
一组小鼠接受了mRNA治疗和辐射。另一个,直肠。并且在没有DSUP保护的情况下给出了一些额外的小鼠,以提供比较的基线。

与未接受DSUP保护的对照组相比,“直肠”组经历了大约一半的辐射引起的双链DNA断裂。 “嘴巴”群体大约有三分之一的同龄人。 mRNA处理似乎对肿瘤体积没有影响。
这项研究仅仅是开始:样本量很小,当然,我们无法预测人体如何仅根据实验室生长的细胞或小鼠的测试对治疗做出反应。但这足以促使进一步调查,尤其是现在他们知道他们可以将mRNA安全地进入细胞,而无需赋予癌症的好处。
“使用DSUP mRNA递送的使用可能会用于其他几种临床应用,包括保护正常组织免受DNA损害化疗或特定组织的进行性退化,癌症的易感性,染色体不稳定性,染色体不稳定性和对DNA损害药物的超敏性,”写。
“除了与癌症相关的应用外,DSUP蛋白的使用还可以扩展到全身暴露于空间辐射或预防核辐射暴露的情况下。”
这项研究发表在自然生物医学工程。