新的麻省理工学院基因治疗技术可能有助于预防癌症转移

2018-05-15

em麻省理工学院的研究人员已经开发出一种新的基因治疗技术,该技术使用microRNA--调节基因表达的小型非编码RNA分子 - 控制乳腺癌转移。 / em

恶性细胞在人体周围的扩散(称为转移)是导致乳腺癌女性死亡的主要原因。

现在,麻省理工学院的研究人员正在开发一种新的基因治疗技术,这种技术有望成为预防乳腺癌肿瘤转移的一种方法。

今天发表在“Nature Communications”杂志上的论文中描述的治疗使用microRNA--调节基因表达的小的非编码RNA分子 - 来控制转移。

根据麻省理工学院医学工程与科学研究所(IMES)的首席研究科学家,布莱根妇女医院助理教授Natalie Artzi的说法,这种疗法可以与化疗一起用于治疗早期乳腺癌肿瘤。他与以色列特拉维夫大学医学院助理教授Noam Shomron一起领导了这项研究。

“这个想法是,如果癌症的诊断时间足够早,那么除了用[化疗]治疗原发肿瘤外,还可以用特定的microRNA治疗,以防止导致转移的癌细胞的扩散,”Artzi说道, 。

已知微RNA对基因表达的调节对于防止癌细胞的扩散是重要的。 Shomron团队在特拉维夫最近的研究表明,这种调节的破坏,例如被称为单核苷酸多态性(SNPs)的遗传变异,可能会对基因表达水平产生重大影响,并导致增加癌症。

为了鉴定在乳腺癌进展中起作用并因此可能用于抑制转移的特定微RNA,研究团队首先进行了广泛的生物信息学分析。

他们比较了三个数据集:一个用于已知的SNP;第二个用于microRNA与基因组结合的位点;而第三个用于已知与细胞运动有关的乳腺癌相关基因。

该分析揭示了影响转移的变体或称为rs1071738的SNP。他们发现这种SNP破坏了两种microRNAs,miR-96和miR-182的结合。这种破坏反过来阻止两种microRNA控制称为Palladin的蛋白质的表达。

先前的研究表明,帕拉丁在乳腺癌细胞的迁移以及随后侵入其他健康器官中起着关键作用。

当研究人员在细胞中进行体外实验时,他们发现应用miR-96和miR-182会降低Palladin的表达水平,进而降低乳腺癌细胞迁移和侵入其他组织的能力。

“以前的研究已经讨论了Palladin在控制癌细胞迁移和侵袭中的作用,但是没有人试图用microRNA来沉默那些特定的靶点并且防止转移。”Artzi说。 “通过这种方式,我们能够明确这些microRNA在阻止乳腺癌扩散中的关键作用。”

研究人员随后开发了一种将工程微RNA递送至乳腺癌肿瘤的方法。他们将含有微RNA的纳米颗粒嵌入水凝胶支架中,然后将其植入小鼠体内。

他们发现,这使得微RNA有效和精确地递送至靶乳腺癌肿瘤部位。 Artzi说,治疗导致乳腺癌转移显着减少。

她说:“我们可以在局部改变细胞以防止转移发生。”

为了进一步提高治疗效果,研究人员随后将化疗药物顺铂添加到纳米颗粒中。这导致原发肿瘤的生长及其转移显着减少。

她说:“我们认为局部输送比全身性治疗更有效,因为它可以使我们获得更高的有效剂量,在这种情况下,这两种microRNA和顺铂是有效的。”

纽约西奈山医院的病理学教授Julie Teruya-Feldstein说:“这项研究为癌症转移提供了结合实验性治疗和传统化疗的潜力。”她并未参与此项研究。

该研究小组还包括来自IMES的MIT博士后文件Joao Conde和研究生Nuria Oliva;来自特拉维夫大学的研究生Avital Gilam和博士后Daphna Weissglas-Volkov;以及来自以色列Chaim Sheba医学中心的癌症遗传学家Eitan Friedman现在希望进行更大规模的动物治疗研究。

“迄今为止,我们对结果感到非常兴奋,而且效果似乎非常好。因此,下一步将转向更大的模型,然后进行临床试验,尽管还有很长的路要走,“Artzi说。

发表:Avital Gilam等人,“Local microRNA delivery targets Palladin and preventing metastatic breast cancer,”Nature Communications 7,Article number:12868; DOI:10.1038 / ncomms12868

来源:麻省理工新闻Helen Knight