تقریباً ۶۰ درصد از کل بیماران سرطانی در ایالات متحده به عنوان بخشی از معالجه خود از پرتودرمانی دریافت می کنند. با این حال ، این پرتودرمانی ممکن است عوارض جانبی جدی داشته باشد که تحمل بیماران بسیار دشوار است.
محققان در MIT ، بریگام و بیمارستان زنان و دانشگاه آیووا با الهام از ارگانیسم کوچکی که می توانند در برابر تابش مقاومت کنند ، یک استراتژی جدید ایجاد کردند که می تواند بیماران را از چنین خسارت هایی محافظت کند. این پروتئین از tartgrades استفاده می کند ، همچنین به آن “خرس های آب Olan” گفته می شود که معمولاً کمتر از میلی متر است.
هنگامی که محققان RNA RNA را که این پروتئین را به موش ها کدگذاری می کند ، تزریق کردند ، دریافتند که سلول ها پروتئین کافی برای محافظت از DNA DNA از آسیب مرتبط با تابش تولید می کنند. محققان می گویند اگر برای استفاده در انسان توسعه یافته باشد ، این رویکرد می تواند به نفع بسیاری از بیماران سرطانی باشد.
GI می گوید: “پرتودرمانی می تواند برای بسیاری از تومورها بسیار مفید باشد ، اما ما می پذیریم که عوارض جانبی ممکن است محدود کننده باشد. نیاز به کمک به بیماران برای کاهش خطر آسیب رساندن به بافت مجاور است.
انکولوژی تابش در دانشگاه آیووا ، تراورسو و جیمز بایرن ، استادیار دانشیار ، نویسندگان ارشد این مطالعه هستند. امروز قابل مشاهده است مهندسی زیست پزشکی طبیعتبشر نویسندگان اصلی این مقاله Jianling BI در دانشگاه آیووا در دانشگاه آیووا در انستیتوی Ameya Kirtane و موسسه تحقیقات سرطان یکپارچه Koch ، مربی پزشکی در دانشکده پزشکی هاروارد هستند.
بقای بیش از حد
تابش اغلب برای درمان سرطان های سر و گردن استفاده می شود ، جایی که می تواند به دهان یا گلو آسیب برساند ، و این باعث می شود خوردن یا نوشیدن آن بسیار دردناک باشد. همچنین به طور گسترده ای برای سرطانهای دستگاه گوارش استفاده می شود که ممکن است باعث خونریزی رکتوم شود. بسیاری از بیماران درمان را به تأخیر می اندازند یا متوقف می کنند.
وی گفت: “این تعداد زیادی از بیماران را تحت تأثیر قرار می دهد و می تواند به عنوان یک چیز ساده به عنوان زخم های دهان ظاهر شود ، که می تواند توانایی فرد را در غذا خوردن محدود کند ، زیرا افراد باید در بیمارستان بستری شوند زیرا افراد بدون درد ، کاهش وزن یا خونریزی بسیار رنج می برند.
در حال حاضر ، روش های بسیار کمی برای جلوگیری از آسیب پرتودرمانی در بیماران سرطانی وجود دارد. تعداد انگشت شماری از داروها وجود دارد که می توانند برای کاهش آسیب ها به آنها داده شوند و برای بیماران مبتلا به سرطان پروستات ، از هیدروژل می توان برای ایجاد یک مانع فیزیکی بین پروستات و روده در هنگام درمان پرتودرمانی استفاده کرد.
برای چندین سال ، Traverse و Byrne در تلاشند تا روش های جدیدی را برای جلوگیری از آسیب تابش توسعه دهند. در مطالعه جدید ، آنها از توانایی بقای استثنایی Tardigrades الهام گرفته شدند. این ارگانیسم ها ، که معمولاً در محیط های آب در سراسر جهان یافت می شوند ، به دلیل انعطاف پذیری آنها برای شرایط بیش از حد شناخته شده اند. دانشمندان آنها را به فضا فرستادند ، جایی که به آنها نشان داده شد که از کم آبی بدن و تابش کیهانی خلاص می شوند.
یکی از مؤلفه های اصلی سیستم های دفاعی Tardigrades یک پروتئین سرکوبگر خسارت منحصر به فرد به نام DSUP است که به DNA متصل است و به محافظت در برابر آسیب های مرتبط با تابش کمک می کند. این پروتئین نقش مهمی در توانایی بقا در زنده ماندن ۲۰۰۰ تا ۳۰۰۰ برابر بیشتر از دوزهای تابش Tardigrades دارد.
در حالی که ایده های جدید برای محافظت از بیماران سرطانی در برابر پرتودرمانی طوفان مغزی بود ، محققان از این سوال که می توانند قبل از درمان پرتودرمانی ، RNA DSUP را به بافت بیمار بدهند. این mRNA با محافظت از DNA در طول درمان ، پروتئین را به طور موقت بیان می کند. mRNA و پروتئین پس از چند ساعت ناپدید می شوند.
برای این کار ، محققان به راهی برای ارائه mRNA برای تولید مقادیر زیادی پروتئین در بافت های هدف نیاز داشتند. آنها کتابخانه های ذرات انتقال حاوی پلیمر مورد استفاده جداگانه برای به دست آوردن انتقال mRNA کارآمد و ذرات انتقال حاوی اجزای لیپیدی را اسکن کردند. از این صفحه ها ، آنها یک ذره پلیمری لیپید را توصیف کردند که برای انتقال به ستون مناسب تر بود و یک ذرات پلیمری-لیپید دیگر برای بهینه سازی mRNA به بافت دهان بهینه شد.
او می گوید: “شاید با ترکیب این دو سیستم – پلیمرها و لیپیدها – فکر کنیم می توانیم از هر دو جهان بهترین نتیجه بگیریم و می توانیم یک تحویل RNA بسیار قدرتمند بدست آوریم. و این همان چیزی است که ما واقعاً می بینیم.” “یکی از جنبه های قدرتمند رویکرد ما این است که ما از RNA Harbinger استفاده می کنیم که به طور موقت پروتئین را بیان می کند ، بنابراین بسیار ایمن تر از هر چیزی مانند DNA است که می تواند در ژنوم سلول ها گنجانده شود.”
حفاظت از تابش
محققان پس از نشان دادن اینکه این ذرات با موفقیت می توانند mRNA را به سلولهای رشد یافته در آزمایشگاه بدهند ، آزمایش کردند که آیا این روش می تواند به طور مؤثر بافت را از تابش در مدل موش حفظ کند.
آنها چند ساعت قبل از دادن تشعشع دوز مشابه بیماران سرطانی ، ذرات موجود در گونه یا روده را تزریق کردند. در این موش ها ، محققان شاهد کاهش ۵۰ درصدی شکستگی DNA دو بار ناشی از تابش بودند.
وی می گوید: “این کار نوید امید بزرگی را می بخشد و ایده جدیدی است که از مکانیسم های محافظت طبیعی برای محافظت از سلولهای سالم در هنگام درمان پرتودرمانی برای سرطان استفاده می کند.”
محققان همچنین نشان دادند که اثر محافظتی پروتئین DSUP در خارج از منطقه تزریق گسترش نمی یابد ، که مهم است زیرا تومور نمی خواهد خود را از اثرات تابش محافظت کند. به منظور مناسب تر کردن این روش درمانی برای استفاده احتمالی در انسان ، محققان اکنون قصد دارند نسخه ای از پروتئین DSUP را تهیه کنند که پاسخ ایمنی را تحریک نمی کند ، زیرا پروتئین اصلی تارگرافی خواهد بود.
اگر محققان برای استفاده در انسان توسعه یافته باشند ، از این پروتئین نیز می توان برای محافظت در برابر آسیب DNA ناشی از داروهای بالقوه شیمی درمانی استفاده کرد. یکی دیگر از کاربردهای احتمالی به جلوگیری از آسیب تابش در فضانوردان در فضا کمک خواهد کرد.
نویسندگان دیگر مقاله Netra Rajesh ، Chaoyang Tang ، Miguel Jimenez ، Emily Witt ، Megan McGoinovern ، Arielle Cafi ، Samual Hatfield ، Lauren Rosenstock ، Lauren Becker ، Nicole Machado ، Veena Venkatachalam ، Alvin Chan ، Aarron Lops ، Nununisha Colins تئودور هونگ.
تحقیقات ، جایزه محققان بنیاد سرطان پروستات ، وزارت دفاع ایالات متحده وزارت دفاع آمریکا جایزه محققان سرطان پروستات ، صندوق های بورس تحصیلی تحقیقات سرطان ، انجمن سرطان آمریکا ، انستیتوی ملی سرطان ، گروه مهندسی مکانیک MIT و آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته ایالات متحده.