Les scientifiques créent un nouveau processus pour «programmer» la mort de cellules cancéreuses


Les scientifiques créent un nouveau processus pour «programmer» la mort de cellules cancéreuses

Les chercheurs de l'Institut de technologie de Californie (Caltech) ont conçu une approche fondamentalement nouvelle pour tuer les cellules cancéreuses. Le processus - développé par Niles Pierce, professeur associé de mathématiques appliquées et computationnelles et de bioingénierie chez Caltech, et ses collègues - utilise de petites molécules d'ARN qui peuvent être programmées pour attaquer uniquement des cellules cancéreuses spécifiques; Ensuite, en changeant de forme, ces molécules provoquent l'autodestruction des cellules cancéreuses.

Dans les traitements de chimiothérapie conventionnels pour le cancer, les patients reçoivent des médicaments qui visent des comportements cellulaires typiques des cellules cancéreuses, mais pas exclusives. Par exemple, les médicaments contre le cancer attaquent souvent les cellules qui se divisent rapidement, car une telle division accélérée est une caractéristique de la plupart des cellules cancéreuses. Malheureusement, la division cellulaire rapide est une propriété de cellules normales dans la moelle osseuse, le tractus digestif et les follicules capillaires, de sorte que ces cellules sont également tuées, entraînant une foule d'effets secondaires débilitants.

Une meilleure méthode, dit Pierce, est de créer des médicaments qui peuvent d'abord distinguer les cellules cancéreuses des cellules saines et ensuite, une fois que ces cellules ont été repérées, les marquer pour la destruction; En d'autres termes, produire des molécules qui diagnostiquent les cellules cancéreuses avant de les éradiquer. Ce type de thérapie pourrait éliminer les effets secondaires associés aux traitements de chimiothérapie classiques. Il pourrait également être adapté à un niveau moléculaire pour les cancers individuels, ce qui le rend particulièrement spécifique.

Dans un article prévu pour apparaître en ligne la semaine du 6 septembre dans le Actes de l'Académie nationale des sciences (PNAS), Pierce et ses collègues décrivent un tel processus. Il emploie des molécules en forme d'épingle connues sous le nom de petits ARN conditionnels, qui ont moins de 30 paires de bases de longueur. (Un gène moyen est des milliers de paires de bases longues.)

La méthode des chercheurs implique l'utilisation de deux variétés différentes d'ARN conditionnel petit. L'un est conçu pour être complémentaire et donc se lier à une séquence d'ARN unique à une cellule cancéreuse particulière - par exemple, les cellules d'un glioblastome, une tumeur cérébrale agressive. Afin de se lier à cette mutation du cancer, l'épingle à l'ARN doit ouvrir - changer la molécule d'une forme à l'autre - ce qui, à son tour, expose une séquence qui peut se lier spontanément au deuxième type d'épingle à l'ARN. L'ouverture de la deuxième épingle révèle alors une séquence qui se lie au premier type d'épingle à cheveux, et ainsi de suite.

De cette façon, la détection du marqueur du cancer de l'ARN déclenche l'auto-assemblage d'un long polymère ARN bicaténaire. Dans le cadre d'une réponse immunitaire antivirale innée, les cellules humaines se défendent contre une infection en utilisant une protéine appelée protéine kinase R (PKR) pour rechercher un ARN viral à double brin long, qui ne devrait pas être présent dans des cellules humaines saines. Si la PKR détecte effectivement un ARN bicaténaire long dans une cellule, la protéine déclenche une voie de mort cellulaire pour éliminer la cellule. "Les petits ARN conditionnels entravent les cellules cancéreuses en auto-destruction en formant sélectivement de longs polymères ARN bicaténaires qui imitent les virus L'ARN ", dit Pierce." Il n'y a cependant aucun virus ".

Pierce et ses collègues ont testé le processus sur les cellules humaines cultivées en laboratoire issues de trois types de cancers: le glioblastome, le carcinome de la prostate et le sarcome d'Ewing (un type de tumeur osseuse). "Nous avons utilisé trois différentes paires de petits ARN conditionnels", avec chaque Une paire conçue pour reconnaître un marqueur trouvé dans l'un des trois types de cancer, explique-t-il. "Les molécules ont provoqué une baisse de 20 à 100 fois du nombre de cellules cancéreuses contenant les marqueurs ciblés du cancer de l'ARN, mais aucune réduction mesurable des cellules Manquant des marqueurs. " Par exemple, il explique: "le cancer 1 a tué le cancer 1, mais pas les cancers 2 et 3, tandis que le médicament 2 a tué le cancer 2, mais pas les cancers 1 et 3, et le médicament 3 a tué le cancer 3, mais pas les cancers 1 et 2."

"Conceptuellement," Pierce dit, "les petits ARN conditionnels fournissent un cadre polyvalent pour diagnostiquer et traiter une cellule d'une maladie à la fois dans le corps humain. Cependant," at-il remarqué ", de nombreuses années de travail restent à déterminer si la promesse conceptuelle des petits Les ARN conditionnels peuvent être réalisés chez des patients humains ".

Les autres co-auteurs du document, «La mort cellulaire sélective médiée par les petits ARN conditionnels», sont le chercheur de Caltech, Suvir Venkataraman, et les anciens étudiants diplômés de Caltech Robert M. Dirks et Christine T. Ueda. Le travail a été financé par l'Institut national du cancer, la Fondation Elsa U. Pardee, le Projet de programmation moléculaire de la Fondation nationale de la science, le Centre Caltech pour la conception du circuit biologique, l'Initiative d'innovation Caltech, l'Institut Beckman de Caltech et un fonds de grades Caltech.

Source: California Institute of Technology

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