Аптамеры как средства точной доставки препаратов в опухоли
Обнаружение и лечение опухоли без повреждения здоровых тканей является очень сложной задачей, а наиболее эффективные терапевтические подходы часто инвазивны и очень тяжело переносятся организмом.
Ученые университета Дьюка (г. Дарэм, штат Северная Каролина), работающие под руководством Брайана Клэри (Bryan Clary), разработали метод доставки противоопухолевых агентов непосредственно в зону опухоли с помощью специальных молекул – аптамеров, специфически связывающихся с тканью опухоли.
Аптамеры представляют собой небольшие фрагменты РНК, связывающиеся со специфичной молекулой-мишенью (обычно белком). Эти соединения очень легко синтезировать; кроме того, они хорошо поддаются модификации, позволяющей обеспечить более высокую стабильность по сравнению с другими средствами адресной доставки, такими как антитела белковой природы. Важным параметром является также низкая вероятность распознавания аптамеров иммунной системой, что делает их многообещающими кандидатами для использования в диагностике и лечении опухолей.
По словам первого автора статьи, Цзина Ми (Jing Mi), наиболее важным моментом является, то, что при использовании аптамеров не обязательно предварительное получение исчерпывающей информации об ассоциированных с заболеванием изменениях белкового состава ткани, что значительно облегчает процесс разработки молекулярного носителя. Те аптамеры, которые проявят наилучшую способность связываться с клетками опухоли и не будут присоединяться к здоровым клеткам, можно использовать даже в том случае, если их мишенью окажутся белки, связь которых с заболеванием еще не обнаружена.
В рамках своей работы авторы вводили смесь различных фрагментов цепочек РНК мышам с опухолями печени, относящимися к типу вторичных опухолей, формирующихся при метастазировании рака толстого кишечника. Они предположили, что молекулы РНК, связывающиеся с нормальными клеточными элементами, выведутся из организма, что и произошло на практике. В результате исследователи получили в распоряжение фрагменты РНК, специфичные к опухолевым белкам. Они удалили опухоли, экстрагировали связавшиеся с ее белками РНК, амплифицировали их и снова ввели животным с целью выявления фрагментов, наиболее прочно связывающихся с белками-мишенями. В результате 14-кратного повторения этого процесса исследователи выделили аптамер, специфично связывающийся с ферментом РНК-хеликазой р68 – ядерным белком, синтезируемым клетками рака толстого кишечника.
(На рисунке слева – вторичная структура аптамера, оптимально связывающегося с целевым белком, справа – один из отвергнутых вариантов. Различающиеся участки молекул обведены пунктиром.)
Результаты работы опубликованы в предварительной on-line версии Nature Chemical Biology в статье «In vivo selection of tumor-targeting RNA motifs».
Авторы утверждают, что описанный процесс можно повторить практически для любого типа рака, а также для других заболеваний. В то же время, повторение процесса с тем же самым типом опухоли печени может привести к идентификации аптамеров, специфичных к другим опухолевым белкам. Авторы отмечают, что в своей работе они целенаправленно искали аптамер к белку р68, гиперэкспрессия которого характерна для рака толстого кишечника.
В настоящее время исследователи уже изучают возможности прикрепления к аптамерам противоопухолевых препаратов, после чего займутся тестированием эффективности доставки комплексов аптамер-препарат в опухоли.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Science Daily: First Live Targeting of Tumors With RNA-Based Technology
02.12.2009