Дата публикации: 01-02-2019 Раздел: Онкология и гематология
В Университете ИТМО создали наномашины для лечения рака
Ученые из Университета ИТМО вместе с зарубежными коллегами предложили наномашины на основе ДНК, которые можно применять для генной терапии рака. Новая разработка поможет сделать лечение онкологических заболеваний более эффективным и селективным. Результаты опубликованы в Angewandte Chemie.
Применение генной терапии считается одним из перспективных способов борьбы с
онкологией, однако существующие методики далеки от совершенства. Они зачастую не
могут отличить раковую клетку от здоровой и с трудом могут взаимодействовать с
целевыми РНК последовательностями, свернутыми во вторичную структуру.
Для решения этих проблем международная группа исследователей, в которую вошли
сотрудники Университета ИТМО, предложила специальные наномашины. Механизм их
действия основан на использовании особых молекул – дезоксирибозимов, которые
могут специфично взаимодействовать с целевыми РНК: связывать, раскручивать и
разрезать. По задумке ученых, наномашина должна распознавать ДНК онкомаркеры
(последовательности нуклеотидов, специфичные для рака) и образовывать комплекс,
способный расщеплять матричную РНК жизненно важных генов с высокой
селективностью, что впоследствии должно вызывать апоптическую смерть раковых
клеток.
Исследователи протестировали работоспособность ДНК-наномашин в модельном
эксперименте и убедились, что они способны более эффективно разрезать сложенные
во вторичную структуру молекулы РНК, чем исходные дезоксирибозимы. Было
показано, что особая конструкция ДНК-наномашины позволяет расщеплять целевые РНК
только в присутствии ДНК онкомаркера, а применение РНК-расплетающих рук вносит
значительный вклад в эффективность работы ДНК-машины. Также ученые установили,
что наномашина может ингибировать рост раковых клеток, однако в клеточных
экспериментах не наблюдалось высокой специфичности. Исследователи связывают
данный результат с возможным неудачным выбором целевой РНК мишени и низкой
стабильностью ДНК структур в клетке.
Таким образом, применение разработанной ДНК-наномашины открывает новые пути для
терапии раковых заболеваний. Однако для его непосредственного применения в
терапии необходимо произвести еще большое количество экспериментов.
Разработанный подход принципиально отличается от используемых ранее. Известные
геннотерапевтические препараты направлены на подавление экспрессии онкомаркеров.
Однако в этой работе ученые нацелились на матричную РНК жизненно важных генов, а
раковый маркер использовали в качестве активатора ДНК конструкции. Это позволит
применять ДНК-наномашину для лечения любого типа рака, при помощи новых
ДНК-онкомаркеров для активации расщепления целевых молекул.
«Сейчас мы пробуем вводить в конструкцию новые функциональные единицы для более
эффективного распознавания онкомаркеров и занимаемся оптимизацией ДНК-наномашины
на различных РНК мишенях. Для улучшения эффективности и селективности наших
конструкций в клеточных условиях мы занимаемся подбором новых РНК мишеней и
изучаем стабильность ДНК-наномашин в клетках, которую мы планируем улучшить
путем известных химических модификаций», — комментирует Дарья Недорезова,
сотрудник международной лаборатории SCAMT Университета ИТМО.
Источник: |