ДНК-наномашины против рака

В ИТМО предложили лечить рак наномашинами

Иван Ортега, «Чердак»

Международная группа ученых при участии исследователей из ИТМО предложила лечить рак ДНК-наномашинами. Ранее все попытки лечения данного заболевания методами генной терапии не приносили практического успеха.

С самого начала появления самой возможности манипуляции генами человека этот способ показался очень привлекательным вариантом борьбы с раком. Поскольку раковая клетка – это всего лишь мутировавшая человеческая, ДНК которой отклонилось от нормы, кажется логичным попытаться вернуть их к норме. Если даже не к полной, то хотя бы к относительной, когда у клетки с «ошибками» в ДНК произойдет апоптоз, клеточная смерть. Увы, все попытки прямой генной терапии опухолевых клеток не дали практических результатов. Причины были трех типов: во-первых, все имеющиеся средства генной терапии имеют низкую избирательность (то есть часто пытаются манипулировать и генами здоровых клеток), во-вторых, показывают малую эффективность в манипулировании самими генами в раковой клетке, а в-третьих, свернутые ДНК раковых клеток часто – слишком сложный объект для существующих, еще достаточно примитивных средств генетической манипуляции.

Авторы новой работы (статья Kolpashchikov et al. Towards DNA Nanomachines for Cancer Treatment: Achieving Selective and Efficient Cleavage of Folded RNA опубликована в Angewandte Chemie) предложили и попытались экспериментально опробовать принципиально иной подход – создать наномашины, работающие с ДНК клеток, реализовав их на основе ферментативной РНК как активной «корректирующей» части наномашины. В их концепции наномашина должна сперва распознать последовательность нуклеотидов, являющуюся биомаркером раковых клеток, а затем связаться с этой последовательностью с помощью микроРНК и почти сразу вырезать ее с высокой эффективностью (то есть в подавляющем большинстве случаев).

Иллюстрация: IFMO/SCAMT

Затем они собрали и опробовали такую наномашину на практике, использовав для этого несколько видов олигонуклеотидов в водно-солевом растворе, сперва нагретом до 95⁰C, а потом охлажденном до комнатной температуры за 12 часов. За это время олигонуклеотиды самосборкой создали основу для ДНК-наномашины. Вырезающая часть наномашины была собрана на основе последовательностей РНК-20 или РНК-46, часто используемых для вырезания тех или иных генов в лаборатории. Исследователи также проверили токсичность таких соединений для обычных клеток и получили обнадеживающие результаты – она оказалась крайне низкой.

Следует отметить, что авторы не провели полный цикл экспериментов по вырезанию генной последовательности из раковых клеток – было лишь показано, что их наномашина может вырезать определенные последовательности генов более чем в 50% случаев для отдельной лабораторной культуры раковых клеток. Экспериментов на живых существах также не проводилось. Однако для первой работы с новой наномашиной результаты выглядят достаточно обнадеживающими – показан сам принцип, позволяющий редактировать гены раковой клетки нужным образом, а равно и практическая методика реализации этого принципа.

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