Amino-funkcionalizované nanočástice jako platforma pro modulaci aktivity mTOR v buněčné linii hepatocelulárního karcinomu Huh7

Text

Rozsáhlé úsilí v boji s rakovinou v posledních pár dekádách vedlo k poklesu celkové úmrtnosti na rakovinu. Nicméně rakovina je stále hlavní příčinou úmrtí v České republice i po celém světě. V této studii demonstrujeme, že amino-funkcionalizované polystyrénové nanočástice spouštějí buněčnou smrt v linii hepatocelulárního karcinomu. Oddělili jsme molekulární mechanismus působení nanočástic na rakovinové buňky a použili jsme specificky funkcionalizované nanočástice jako proti-rakovinové léčivo, které může obcházet schopnost nádorových buněk vyvinout si rezistenci vůči léku. Naše data poskytují základní znalosti, které by mohly pomoci vývoji bezpečného a účinného nano- terapeutika.

Navrhujeme následovný model rozdílného působení nanočástic na proliferaci tumorových buněk jater (Obrázek). Částice na bázi oxidu křemičitého jsou rychle zaznamenány buňkami a následně přemístěny do lysozomů. Kvůli nestabilitě jsou nanočástice rapidně degradovány lysozomálním obsahem. Tahle degradace má za následek aktivaci mTOR komplexu. Aktivace signální dráhy mTOR přispívá k buněčné proliferaci. Naproti tomu u buněk ovlivněných polystyrénovými nanočásticemi jsme zaznamenali akumulaci protonů v lysozomech spojenou s lysozomální destabilizací a poškozením mitochondriální membrány. Na molekulární úrovni polystyrénové nanočástice brání aktivaci mTOR signalizace a jejich působení vede k buněčné smrti.

vv-16.jpg
Popis

Schéma aktivace rozdílných signálních biochemických drah po stimulaci s amino-funkcionalizovanými ne-biodegradovatelnými polystyrénovými a biodegradovatelnými křemíkovými nanočásticemi. LMP- permeabilizace lysozomální membrány; ΔmΦ – mitochondriální membránový potenciál.