Ученые из Санкт-Петербурга создали "нано-киллеров" раковых клеток

МОСКВА, 1 фев – РИА Новости. Российские биохимики создавали наномашины из нитей ДНК, способные распознавать раковые клетки по мутациям в их ДНК и избирательно уничтожать их. Их описание и первые итоги опытов были представлены в журнале Angewandte Chemie.

«

"Сейчас мы пробуем вводить в конструкцию новые функциональные единицы для более эффективного распознавания онкологических маркеров и повышаем избирательность и точность работы ДНК-наномашин, используя РНК-мишени", — отмечает Дарья Недорезова, одна из создательниц "нано-терминаторов" из Университета ИТМО в Санкт-Петербурге.

Помимо классической радиотерапии и химиотерапии, а также перспективных иммунотерапии и наночастиц, с раком можно бороться при помощи генной терапии, "выключая" жизненно важные гены в поврежденных клетках.

Несмотря на всю перспективность подобного подхода, все попытки его реализовать в последние годы сталкивались с одной и той же проблемой. Вирусы и другие системы доставки "ДНК-редакторов" в клетки крайне сложно научить проникать только в опухоль и не трогать здоровые ткани.

Недорезова и ее коллеги предлагают решить эту проблему, объединив генную терапию с идеями, позаимствованными из мира нанотехнологий. Они создали своеобразную "наномашину" из нитей ДНК, способную опознавать и разворачивать определенные РНК-молекулы, присутствующие в раковых клетках, и заставлять опухоль уничтожить себя.

По сути, она представляет собой особый фермент, способный быстро захватывать и разрушать нити информационной РНК, хранящей в себе копии жизненно важных генов. Ученые разрезали его молекулу на две части таким образом, что она становится единым целым, если ее половинки соединяются с конкретной последовательностью "букв"-нуклеотидов в какой-то другой нити РНК внутри клетки.

Даже если эта цепочка отличается от правильной всего на одну букву, то молекула фермента не соберется правильным образом и он не сможет исполнять свои функции. Эту особенность подобных веществ, которые ученые называют дезоксирибозимами, можно применять для поиска и уничтожения раковых клеток по конкретным мутациям в их ДНК.

Руководствуясь этой идеей, ученые из Университета ИТМО создали несколько наномашин, включающихся в присутствии мутировавших версий генов N-Myc и KRAS, связанных с развитием нейробластомы, рака мозга, и злокачественных опухолей в прямой кишке или легких.

Если такие мутации присутствуют в геноме клетки, детище Недорезовой и ее коллег начинает уничтожать информационную РНК, отвечающую за производство белка DAD-1, одного из главных "выключателей" апоптоза, программы клеточного самоуничтожения. Его недостаток в клетке приводит к ее быстрой гибели или потери "неуязвимости".

Как показали первые опыты с чистыми образцами генетического кода, подобные наномашины очень хорошо распознавали "правильные" нити РНК, соединялись с ними и уничтожали второй тип молекул, не трогая нормальные версии N-Myc и KRAS.

С другой стороны, когда ученые ввели их в культуры раковых клеток, извлеченных из почек и мозга больных, эффективность и избирательность их работы резко снизилась. Оба типа "нано-киллеров" подавляли рост раковых клеток, но распознавали их не слишком точно и работали не так, как это ожидали увидеть российские исследователи.

Пока не понятно, с чем это именно связано, однако Недорезова и ее коллеги полагают, что их наномашины могут терять стабильность внутри клетки. Вдобавок, белок DAD-1 может играть не столь важную роль в жизни раковых клеток, как сейчас считают ученые.

В ближайшее время ученые планируют раскрыть причины этих "сбоев" в работе ДНК-наномашин, что поможет сделать их действительно эффективным средством для борьбы со всеми известными видами рака.