Un nou studiu evidențiază o cale crucială pentru administrarea medicamentelor anticancerigene antisens
Oligonucleotidele antisens (ASOs) au fost propuse ca o abordare terapeutică pentru a opri producția de proteine defecte în diverse boli, inclusiv cancerul.
Un studiu care va fi publicat pe 11 august în Journal of Cell Biology (JCB) a identificat o cale prin care ASOs pătrund în celule și ajung la țintele lor, sugerând noi metode de a îmbunătăți eficiența terapiei antisens.
ASOs sunt fire scurte de ADN concepute pentru a se lega de anumite ARN-uri mesager (mRNAs) care codifică proteine în interiorul celulelor. Complexele rezultate ADN–mRNA pot fi apoi degradate de o enzimă celulară, împiedicând mRNA să fie utilizat pentru a genera o proteină care cauzează boala. Aceasta ar putea opri producția de proteine toxice care stau la baza unor tulburări neurodegenerative sau dezactiva expresia proteinelor mutant care determină proliferarea celulelor canceroase.
ASOs sunt absorbite în celule printr-un proces cunoscut sub numele de endocitoză. Totuși, modul exact în care acest proces are loc și cum ASOs găsesc ulterior mRNA-ul țintă rămâne neclar.
Deși traficul endocitic este esențial pentru eficacitatea ASO-urilor, mecanismele care guvernează absorbția și rutarea lor intracelulară sunt insuficient înțelese.
Norman și colegii săi, conduși de cercetătorul postdoctoral Sergi Marco, au studiat un ASO numit cET-ASOKRas (dezvoltat de Ionis) care țintește mRNAs ce codifică mutant KRAS, o proteină implicată în dezvoltarea mai multor tipuri de cancer uman. Tratamentul celulelor canceroase pancreatice cu cET-ASOKRas reduce nivelurile de KRAS mutant și inhibă creșterea tumorii în laborator.
Cercetătorii au descoperit că cET-ASOKRas pătrunde în celule prin legarea de o proteină receptor pe suprafața celulară cunoscută sub numele de CD44. Acest lucru inițiază o cale de semnalizare care activează o a doua proteină receptor, EPHA2, determinând ca cET-ASOKRas să fie preluat în celulă în interiorul unor mici compartimente legate de membrană numite endozomuri. Un aspect crucial este că EPHA2 ancorează aceste endozomuri ce conțin ASO-uri aproape de nucleul celular, compartimentul în care majoritatea mRNAs sunt produse. Odată ajuns la nucleu, membrana din jurul endozomurilor devine deteriorată și permeabilă, permițând cET-ASOKRas să intre în citoplasmă și să întâlnească mRNA-ul țintă.
Norman și colegii săi au constatat că intervenția în această cale prin ștergerea CD44 sau EPHA2 din celulele canceroase pancreatice, sau exprimarea mutantelor EPHA2 care nu pot ancorează endozomurile ce conțin ASO-uri lângă nucleu, a împiedicat cET-ASOKRas să reducă nivelurile de KRAS și să inhibe creșterea tumorii.
Cu toate acestea, cercetătorii au descoperit că celulele au, de asemenea, propria metodă de a limita această cale și de a reduce eficacitatea ASO-urilor. Atunci când endozomurile din apropierea nucleului devin permeabile, celulele inițiază formarea unor structuri numite granule de stres care blochează și repară membrana endozomului. Norman și colegii săi au descoperit că blocarea formării granulelor de stres cu un medicament numit ISRIB a crescut capacitatea cET-ASOKRas de a suprima producția de KRAS.
Este important de menționat că CD44 și EPHA2 sunt exprimate în mod ridicat în cancerele pancreatice agresive. CD44, în special, se consideră că promovează creșterea tumorilor prin facilitarea absorbției nutrienților și menținerea celulelor stem canceroase rezistente la tratament. „Propunem că acest receptor, care a fost selecționat de tumorile pancreatice pentru capacitatea sa de a susține caracteristicile de stemness și creșterea tumorii, ar putea fi exploatat ca un portar pentru o cale endocitică capabilă să livreze molecule terapeutice precum cET-ASOKRas la tumorile agresive”, afirmă Marco.
„Descoperirea noastră că inhibarea chimică a căii care repară membranele endozomale crește eficiența cET-ASOKRas sugerează că uneltele farmacologice care vizează această răspuns de stres ar putea fi, de asemenea, exploatate pentru a îmbunătăți livrarea acestor terapii”, spune Norman.
