Ученые из Массачусетского технологического института разработали новую технологию использования наночастиц, которая позволяет лечить широкий спектр заболеваний, включая онкологические.
Новые наночастицы не только позволяют проводить быстрое тестирование новых лекарственных препаратов на мышах, но и способны доставлять короткие нити РНК, отключающие конкретный ген.
В рамках проекта «Ахиллес» ученые изучали функции многих генов в клетках рака яичников. Путем выявления генов, важных для выживания раковых клеток, ученые надеялись найти слабое место рака и победить его. В результате тщательного поиска, количество таких генов сузилось до десятка.
Как правило, следующим шагом в определении идеальной мишени для лекарственного препарата является генетически модифицированная лабораторная мышь. У нее отключают или, наоборот, экспрессируют нужный ген, а затем смотрят, как реагирует на это опухоль. Идеальным способом лечения было бы «выключение» гена-мишени у взрослой особи – тогда мы бы могли лечить рак на любой стадии и степени тяжести. До сих пор надежного и безопасного способа сделать это не было. Ученые из MIT обратили внимание на явление РНК-интерференции (RNAi). Это естественное явление, в ходе которого короткие нити РНК связываются с матричной РНК (мРНК), которая, в свою очередь, обеспечивает производство белков. После связывания молекулы мРНК разрушаются и соответствующие белки не производятся. Лишенные необходимых белков опухоли быстро погибают.
Использовать RNAi для лечения онкологических заболеваний пытаются с начала 1990-х, однако до сих пор не было надежного способа доставки РНК в клетки опухоли.
Специалисты MIT, наконец, смогли решить эту проблему. Изначально исследователи решили сосредоточиться на белке ID4, который избыточно производится самым агрессивным видом рака яичников, однако не участвует в развитии других типов рака. Ген, кодирующий данный белок, по-видимому участвует в эмбриональном развитии, а затем как-то активизирует рак яичников.
Ученые разработали новый тип наночастиц для доставки РНК. Данные частицы имеют на поверхности короткий фрагмент белка p32, который позволяет проникнуть в раковые клетки. Когда наночастицы попадают в клетки, они заключаются в мембраны, известные как эндосомы. Затем наночастицы движутся к ядру клетки, смесь белок-РНК свободно преодолевает эндосомную мембрану и начинает разрушение опухолевой мРНК.
В ходе экспериментов на мышах с опухолями яичников новая технология, основанная на РНК-интерференции, смогла ликвидировать большинство опухолей. В перспективе подобная технология будет применяться и для лечения других видов рака, например, рака поджелудочной железы.
