Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Biohacking
  • M-Health
  • zdravomyslie

«Рассчитываем на двойной эффект»

Ученые – об уничтожении коронавируса

Татьяна Пичугина, РИА Новости

В России разрабатывают препараты для профилактики коронавирусной инфекции на основе РНК-интерференции. Это совершенно новый подход, имитирующий внутриклеточные процессы борьбы с вирусами у растений и животных. РИА Новости рассказали об этом директор НИИ вакцин и сывороток имени И. И. Мечникова, член-корреспондент РАН Оксана Свитич и заведующий лабораторией молекулярной вирусологии, кандидат биологических наук Евгений Файзулоев.

Эксперименты с окраской

В начале 1990-х в американской компании DNA Plant Technology попытались вывести петунии более насыщенного фиолетового цвета. Ученые вставили в ДНК растений химерный ген, усиливающий синтез природного красителя. Но, вопреки ожиданиям, более половины генномодифицированных петуний выросли белыми. Значит, нужный ген не активизировался, а наоборот, заглушался. Почему – авторы эксперимента не понимали.

Спустя несколько лет Эндрю Файр из Стэнфорда и Крэйг Мэллоу из Массачусетского университета искали гены, регулирующие раннее развитие червячка-нематоды Caenorhabditis elegans. Чтобы выключить определенный участок ДНК, делали инъекции молекул РНК.

В клетках РНК выполняют множество функций, но главная – считывание информации с ДНК, передача инструкций по синтезу белков. Такие РНК называют смысловыми. Антисмысловые РНК, наоборот, заглушают гены. Именно с ними работали Файр и Мэллоу. Они открыли и объяснили естественный механизм выключения слишком активных генов – РНК-интерференцию. За это в 2006 году их удостоили Нобелевской премии.

RISC.jpg

МикроРНК регулируют гены

РНК-интерференция позволяет отключить участок генома, не редактируя его. Строго говоря, организмы, полученные таким способом, не считаются генномодифицированными. Пример – петунии звездной окраски.

«Тут суть в подавлении экспрессии гена на стадии транскрипции или трансляции, специфичность которого определяют молекулы малых РНК, комплементарные матричным РНК (мРНК)», – объясняют ученые из НИИ вакцин и сывороток имени И. И. Мечникова.

Чтобы синтезировать белок в клетке, информация о нем переносится с определенного участка ДНК на РНК (называемую матричной). Это этап транскрипции. Затем РНК попадает в рибосому, где с нее считываются инструкции и начинается синтез белка – трансляция. Если нарушить транскрипцию или трансляцию, белок не синтезируется. Для этого нужно заслать в клетку специальную РНК, которая перехватит матричную и не даст ей нормально работать.

В организм вводят своего рода коктейль из синтетических молекул РНК, которые служат субстратом для образования коротких интерферирующих РНК (киРНК) и вместе с белками, прежде всего Argonaute2 – белками-аргонавтами, создают сложный молекулярный комплекс. РНК в нем содержат участки, комплементарные, то есть соответствующие коду матричной РНК. Комплекс связывает и нейтрализует ее. Белок не синтезируется.

«Функции РНК-интерференции изменялись вместе с эволюцией органического мира. Так, у растений, насекомых и круглых червей она формирует противовирусный иммунитет. По мере усложнения генома этот механизм все больше участвовал в регуляции транскрипции и трансляции», – отмечают эксперты.

В организме РНК-интерференцию обеспечивают два вида молекул – микроРНК и пиРНК. Установлена связь между сбоем в работе микроРНК и наследственными заболеваниями, раком, болезнями сердца и нервной системы. По данным британской базы miRBase, у человека обнаружили 1917 генов микроРНК, а у мышей – 1234. ПиРНК защищают геном от мобильных генетических элементов.

Против рака и вирусов

В РНК-интерференции сразу увидели большой потенциал практического применения. Медицина получила инструмент для лечения редких наследственных болезней, вызванных мутацией одного-двух генов.

В 2001-м ученые Института биофизической химии Общества Макса Планка (Германия) показали, что наиболее эффективны двухцепочечные РНК размером в 21 основание. Их легко синтезировать и модифицировать, что открывало широкие возможности для создания лекарств.

В 2018-м в США одобрили первый препарат на основе РНК-интерференции – патисиран для терапии транстиретинового амилоидоза. Это наследственное заболевание, при котором в клетках накапливается белок транстиретин, что ведет к смерти в детском возрасте. Если же вовремя вводить внутримышечно раствор модифицированных киРНК, развитие болезни существенно замедляется. На подходе лекарство от острой печеночной порфирии, действующее по тому же принципу.

Насекомых и круглых червей РНК-интерференция защищает от вирусов. Человека – нет, но наука способна это исправить.

Один из вариантов – выключать гены вируса, чтобы он не реплицировался внутри клетки. По этому пути пошли в Институте иммунологии ФМБА России, где разрабатывают препарат МИР-19. Однако вирусный геном быстро мутирует.

Другой способ – выключать гены в клетке, зараженной вирусом, – применили в НИИ вакцин и сывороток имени Мечникова. В этом случае можно не заботиться об эволюции конкретного штамма.

«Вирусы – это облигатные внутриклеточные паразиты. Они нуждаются в клеточных факторах и сигнальных путях для обеспечения цикла репродукции. С помощью киРНК можно эти процессы заблокировать», – уточняют ученые.

Считается, что SARS-CoV и SARS-CoV-2 легко пробивают защиту клетки за счет белков, подавляющих интерференцию РНК. В частности нуклеопротеинов N и 7а. Их гены и выбрали в качестве мишеней для киРНК. «Здесь мы рассчитываем на двойной эффект – снижение в зараженных клетках продуктов этих генов и уменьшение эффекта подавления РНК-интерференции», – добавляют собеседники РИА Новости. Другая возможная мишень – гены мембранных белков, облегчающих вирусу проникновение внутрь клетки, – ACE-2 и нейропилин 1.

В НИИВС пока экспериментируют с клеточными линиями, зараженными различными вирусами. Результаты обнадеживают, а учитывая скорость, с которой сейчас испытывают и вводят в оборот новые лекарства, есть шанс на появление в недалеком будущем спрея от коронавируса. Достаточно обработать им носоглотку перед выходом из дома – и инфекция бессильна.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru


Читать статьи по темам:

РНК-интерференция вирус профилактика Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

РНК-интерференция против «свиного гриппа»

Метод заключается не в поиске новых вакцин, а в «обучении» иммунитета выработке интерферонов – белков, помогающих иммунной системе справиться с вирусом.

читать

Микро-РНК помогает точнее нацелить генетически модифицированные вирусы на раковые клетки

В результате введения в геном терапевтического вируса участков ДНК, распознаваемых специфической для клеток печени микро-РНК, сохраняется способность вируса реплицироваться в раковых клетках и разрушать их, но уменьшается неблагоприятное воздействие на здоровые клетки.

читать

МикроРНК выведут герпес на чистую воду

В настоящее время группа исследователей проводит испытания нового препарата, связывающего микроРНК с целью перевода вируса герпеса в активное состояние, когда он поддается лечению противовирусными препаратами, например, ацикловиром.

читать

Искусственный вирус доставляет гены и лекарства в раковые клетки

Эксперименты на линии человеческих клеток продемонстрировали способность искусственных вирусов эффективно транспортировать миРНК внутрь клеток и избирательно блокировать экспрессию генов.

читать

РНК против мутации

Ученые смогли избавить мышей от симптомов болезни Шарко – Мари – Тута на срок от трех до десяти недель в зависимости от тяжести болезни.

читать

Наноупаковка для геномного редактора

Молекулярные биологи создали наночастицы, с помощью которых CRISPR/Cas9 можно использовать для лечения болезней крови.

читать