Gène du cancer incurable du cerveau réduit au silence: la technologie de régulation génique augmente le taux de survie chez les souris atteints de glioblastome

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Le glioblastome multiforme (GBM), le cancer du cerveau qui a tué le sénateur Edward Kennedy et tue environ 13 000 Américains par an, est agressif et incurable. Maintenant, une équipe de recherche de l'Université du Nord-Ouest est la première à démontrer délivrance d'un médicament qui désactive un gène essentiel dans ce cancer complexe, l'augmentation des taux de survie de manière significative chez les animaux à la maladie mortelle.

Gène du cancer incurable du cerveau réduit au silence: la technologie de régulation génique augmente le taux de survie chez les souris atteints de glioblastome

Chercheurs nanoparticules d'or combinés (en jaune) avec de petits ARN interférents (en vert) pour abattre un oncogène qui est surexprimé dans le glioblastome.

Crédit: Image courtoisie de la Northwestern University

Le roman thérapeutique, qui est basé sur la nanotechnologie, est petit et agile suffit de traverser la barrière hémato-encéphalique et arriver là où elle est nécessaire - la tumeur du cerveau. Conçu pour cibler un gène cancérigène spécifique dans les cellules, le médicament retourne simplement l'interrupteur de l'oncogène gênant pour «off», taire le gène. Ce assomme les protéines qui maintiennent les cellules cancéreuses immortel.

Dans une étude sur des souris, le médicament non toxique a été administré par injection intraveineuse. Chez les animaux avec glioblastome, le taux de survie augmente de près de 20 pour cent, et la taille de la tumeur a été réduit de trois à quatre fois, par rapport au groupe témoin. Les résultats seront publiés le 30 octobre dans Science Translational Medicine.

"Ce est un beau mariage d'une nouvelle technologie avec les gènes d'une terrible maladie», a déclaré A. Mirkin Tchad, un expert de la nanomédecine et un co-auteur principal de l'étude. «Utilisation des acides nucléiques sphériques hautement adaptables, nous spécifiquement ciblé un gène associé à GBM et éteinte in vivo. Cette preuve de concept-établit en outre une large plate-forme pour traiter un large éventail de maladies, des cancers du poumon et du côlon à la polyarthrite rhumatoïde et le psoriasis. "

Mirkin est le professeur George B. Rathmann de chimie au Collège Weinberg des Arts et des Sciences et professeur de médecine, génie chimique et biologique, l'ingénierie et la science des matériaux et l'ingénierie biomédicale.

expert glioblastome Alexander H. Stegh est venu à l'Université Northwestern en 2009, attirés par la réputation de l'Université pour la recherche interdisciplinaire, et en quelques semaines a été jumelé avec Mirkin de se attaquer au problème difficile de développer de meilleurs traitements pour le glioblastome.

Aide est critique pour les patients atteints de GBM: Le taux médian de survie est de 14 à 16 mois, et environ 16 000 nouveaux cas sont signalés aux États-Unis chaque année.

Dans leur partenariat de recherche, Mirkin avait l'outil parfait pour se attaquer au cancer mortel: acides nucléiques sphériques (SNAS), de nouvelles formes globulaires d'ADN et d'ARN, qu'il avait inventés à la Northwestern en 1996, et qui sont non toxiques pour les humains. La séquence d'acide nucléique est conçue pour correspondre au gène cible.

Et Stegh avait le gène: En 2007, lui et ses collègues a identifié le gène Bcl2Like12 comme celui qui est surexprimée dans les tumeurs de glioblastome et liée à la résistance de glioblastome aux thérapies conventionnelles.

"Mon groupe de recherche travaille à découvrir les secrets de cancer et, plus important encore, comment l'arrêter", a déclaré Stegh, un co-auteur principal de l'étude. "Le glioblastome est un cancer très difficile, et la plupart des médicaments de chimio-thérapeutique échouent dans la clinique. La beauté du gène nous taire dans cette étude, ce est qu'il joue de nombreux rôles différents dans la résistance à la thérapie. Prenant le gène hors de l'image devrait permettre classique thérapies pour être plus efficaces. "

Stegh est professeur adjoint au Département Ken et Ruth Davee de neurologie à la Feinberg School of Medicine de la Northwestern University et chercheur à l'Institut de la tumeur Northwestern cerveau.

La puissance de la technologie de la régulation des gènes est qu'une maladie avec une base génétique peut être attaqué et traité si les scientifiques disposent des bons outils. Merci au projet et la recherche en génomique du génome humain au cours des deux dernières décennies, il ya un nombre énorme de cibles génétiques; ayant le droit des agents thérapeutiques et des matériaux de livraison a été le défi.

"SNA base interférant L'ARN sont une approche tout à fait nouvelle dans la réflexion sur le traitement du cancer», a déclaré Stegh. "Un des problèmes est que nous avons de grandes listes de gènes qui sont en quelque sorte dérégulée dans le glioblastome, mais nous ne avons absolument aucun moyen de cibler tous en utilisant des approches pharmacologiques classiques. Ce est là que nous pensons nanomatériaux peuvent jouer un rôle fondamental en nous permettant de mettre en œuvre le concept de médecine personnalisée dans le traitement du cancer ".

La drogue de Stegh et Mirkin pour GBM est spécialement conçu pour cibler le gène de Bcl2Like12 dans les cellules cancéreuses. Key est de forme sphérique et la nanostructure densité d'acide nucléique. (Linéaire) des acides nucléiques normaux ne peuvent pas pénétrer dans les cellules, mais ces acides nucléiques sphérique peut. Petit ARN interférent (siRNA) entoure une nanoparticule d'or comme une coquille; les acides nucléiques sont fortement orientés, dense et forment une petite sphère. (Le noyau de nanoparticule d'or ne est que de 13 nanomètres de diamètre). La séquence de l'ARN est programmé pour couper le gène responsable de la maladie.

"Les problèmes posés par le glioblastome et de nombreuses autres maladies sont tout simplement trop grand pour un groupe de recherche à gérer", a déclaré Mirkin, qui est aussi le directeur de l'Institut international de nanotechnologie du Nord-Ouest. «Ce travail met en évidence la puissance de scientifiques et d'ingénieurs de différents domaines qui se réunissent pour résoudre un problème médical difficile."

Mirkin d'abord développé la plate-forme de nanostructure utilisée dans cette étude en 1996 à l'Université Northwestern, et la technologie est maintenant la base d'outils de diagnostic médicaux commercialisés et approuvés par la FDA puissants. Ce nouveau développement, cependant, est la première réalisation que les nanostructures injectées dans un animal trouvent naturellement leur cible dans le cerveau et peuvent fournir une charge utile effective de la thérapeutique.

La prochaine étape pour le traitement thérapeutique sera de le tester dans les essais cliniques.