Nuvarande kemoterapiregimer bromsar cancerutvecklingen och räddar liv, men dessa kraftfulla läkemedel påverkar både friska och cancerceller. Nu, forskare som rapporterar i ACS' Nanobokstäver har designat DNA-baserade nanogeler som bara bryter ner och släpper ut sitt kemoterapeutiska innehåll i cancerceller, minimera effekterna på normala och potentiellt eliminera smärtsamma och obekväma biverkningar.

När det väl intagits eller injicerats, kemoterapimediciner rör sig i hela kroppen, urskillningslöst påverkar friska celler tillsammans med de som är ansvariga för sjukdomen. Eftersom många av dessa läkemedel är giftiga för alla celler, den önskade tumörkrympningen kan åtföljas av oönskade biverkningar, som håravfall, gastrointestinala problem och trötthet. Nanogeler gjorda av DNA är ett sätt att dessa läkemedel kan levereras, men de skulle ändå komma in i alla celler. Tianhu Li, Teck-Peng Loh och kollegor resonerade att biomarkörer - proteiner eller andra komponenter som finns i olika mängder i cancerceller och deras friska motsvarigheter - kan spela en roll för att bryta ner en nanogel, får det att släppa sitt innehåll endast i de som är cancer. En biomarkör som heter FEN1, ett reparationsenzym som skär vissa typer av DNA, finns i större mängder i cancerceller jämfört med friska. Forskarna ville se om de kunde designa en DNA-nanogel som specifikt skulle brytas ned i cancerceller av FEN1.

För att göra DNA-nanogeler, forskarna använde speciella DNA-strukturer som FEN1 kunde känna igen och skära. Med cellfria system, forskarna observerade att de DNA-baserade nanogelerna bröts ned av FEN1 men inte av andra DNA-reparationsenzymer eller föreningar. När levande celler inkuberades med de DNA-baserade nanogelerna, friska hade inte tillräckligt med FEN1 för att bryta ner dem, men det gjorde cancerceller. När de kemoterapeutiska läkemedlen doxorubicin och vinorelbin införlivades i nanogelen, mänskliga bröstcancerceller dog i högre takt än normalt, friska bröstceller.

Dessa fynd tyder på att DNA-baserade nanogeler kan introducera läkemedel i cancerceller med hög specificitet, minska risken för biverkningar. Forskarna säger att nanogelerna också kan användas som sonder för biomarkörenzymet, hjälpa läkare mer direkt att diagnostisera cancer jämfört med nuvarande metoder.