Tel Aviv Universitys banbrytande teknologi kan revolutionera behandlingen av cancer och ett brett spektrum av sjukdomar och medicinska tillstånd. Inom ramen för denna studie, forskarna kunde skapa en ny metod för att transportera RNA-baserade läkemedel till en subpopulation av immunceller involverade i inflammationsprocessen, och rikta in sig på den sjukdomsinflammerade cellen utan att orsaka skada på andra celler.

Studien leddes av prof. Dan Peer, en global pionjär inom utvecklingen av RNA-baserad terapeutisk leverans. Han är Tel Aviv Universitys vicepresident för forskning och utveckling, chef för Center for Translational Medicine och medlem av både Shmunis School of Biomedicine och Cancer Research, George S. Wise Fakulteten för livsvetenskaper, och Centrum för nanovetenskap och nanoteknik. Studien publicerades i den prestigefyllda vetenskapliga tidskriften Naturens nanoteknik .

Prof. Peer förklarar att "vår utveckling förändrar faktiskt världen av terapeutiska antikroppar. Idag översvämmar vi kroppen med antikroppar som, även om det är selektivt, skada alla celler som uttrycker en specifik receptor, oavsett deras nuvarande form. Vi har nu tagit ur ekvationen friska celler som kan hjälpa oss, det är, oinflammerade celler, och via en enkel injektion i blodomloppet kan tysta, uttrycka eller redigera en viss gen uteslutande i cellerna som är inflammerade vid det givna ögonblicket."

Som en del av studien, Prof. Peer och hans team kunde visa denna banbrytande utveckling i djurmodeller av inflammatoriska tarmsjukdomar som Crohns sjukdom och kolit, och förbättra alla inflammatoriska symtom, utan att utföra någon manipulation på cirka 85 % av immunsystemets celler. Bakom den innovativa utvecklingen står ett enkelt koncept, inriktning på en specifik receptorkonformation.

"På varje cellhölje i kroppen, det är, på cellmembranet, det finns receptorer som väljer vilka ämnen som kommer in i cellen, " förklarar professor Peer. "Om vi ​​vill injicera en drog, vi måste anpassa det till de specifika receptorerna på målcellerna, annars kommer det att cirkulera i blodomloppet och göra ingenting. Men några av dessa receptorer är dynamiska - de ändrar form på membranet enligt externa eller interna signaler. Vi är först i världen att lyckas skapa ett läkemedelsleveranssystem som vet hur man binder till receptorer endast i en viss situation, och hoppa över de andra identiska cellerna, det är, att leverera läkemedlet uteslutande till celler som för närvarande är relevanta för sjukdomen."

Tidigare, Prof. Peer och hans team utvecklade leveranssystem baserade på feta nanopartiklar – det mest avancerade systemet i sitt slag; detta system har redan fått kliniskt godkännande för leverans av RNA-baserade läkemedel till celler. Nu, de försöker göra leveranssystemet ännu mer selektivt.

Enligt prof. Peer, det nya genombrottet har möjliga konsekvenser för ett brett spektrum av sjukdomar och medicinska tillstånd. "Vår utveckling har konsekvenser för många typer av blodcancer och olika typer av solida cancerformer, olika inflammatoriska sjukdomar, och virussjukdomar som coronaviruset. Vi vet nu hur man lindar in RNA i fettbaserade partiklar så att det binder till specifika receptorer på målceller, " säger han. "Men målcellerna förändras ständigt. De byter från "bindande" till "icke-bindande" läge i enlighet med omständigheterna. Om vi ​​får ett snitt, till exempel, inte alla celler i vårt immunsystem går in i ett "bindande" tillstånd, eftersom vi inte behöver dem alla för att kunna behandla ett litet snitt. Det är därför vi har utvecklat ett enhetligt protein som vet hur man binder endast till det aktiva tillståndet hos immunsystemets cellers receptorer. Vi testade proteinet vi utvecklade i djurmodeller av inflammatorisk tarmsjukdom, både akut och kronisk."

Prof. Peer tillägger att "vi kunde organisera leveranssystemet på ett sådant sätt att vi riktar in oss på endast 14,9% av cellerna som var involverade i sjukdomens inflammatoriska tillstånd, utan att påverka den andra negativt, icke inblandad, celler, som faktiskt är helt friska celler. Genom specifik bindning till cellsubpopulationen, samtidigt som vi levererade RNA-nyttolasten kunde vi förbättra alla index för inflammation, från djurets vikt till pro-inflammatoriska cytokiner. Vi jämförde våra resultat med de för antikroppar som för närvarande finns på marknaden för Crohns- och kolitpatienter, och fann att våra resultat var desamma eller bättre, utan att orsaka de flesta biverkningar som följer med införandet av antikroppar i hela cellpopulationen. Med andra ord, vi kunde leverera drogen från dörr till dörr, ' direkt till de sjuka cellerna."

Studien leddes av Prof. Peer, tillsammans med Dr Niels Dammes, en postdoktor från Nederländerna, i samarbete med Dr. Srinivas Ramishetti, Dr Meir Goldsmith och Dr Nuphar Veiga, från prof. Dan Peers labb. Professorerna Jason Darling och Alan Packard från Harvard University i USA deltog också. Studien finansierades av EU, inom ramen för Europeiska forskningsrådet (ERC).