Российские биохимики нашли способ уничтожать рак с помощью ДНК-наномашин
Российские биохимики разработали наномашины на основе нитей ДНК, которые распознают раковые клетки по характерным мутациям и избирательно уничтожают их.
О технологии сообщило РИА Новости, результаты первых исследований опубликованы в журнале Angewandte Chemie.
Разработку создали ученые Университета ИТМО в Санкт-Петербурге. Исследовательская группа продолжает совершенствовать конструкцию ДНК-наномашин, добавляя функциональные элементы, чтобы повысить точность выявления онкологических маркеров и улучшить избирательность воздействия за счет использования РНК-мишеней.
Подход относится к генной терапии, где жизненно важные гены в поврежденных клетках целенаправленно выключаются. Ранее подобные методы сталкивались с тем, что системы доставки генетических редакторов, включая вирусные векторы, не могли гарантированно воздействовать только на опухоль, не затрагивая здоровые ткани.
В новом решении принципы генной терапии объединены с нанотехнологиями. ДНК-наномашины распознают специфические молекулы РНК, присутствующие только в раковых клетках, и запускают их самоуничтожение. По сути, речь идет о модифицированных ферментах — дезоксирибозимах, разрушающих информационную РНК, необходимую для синтеза ключевых белков.
Точность распознавания обеспечивается тем, что наномашина собирается в рабочую форму только при полном совпадении с заданной последовательностью нуклеотидов. Даже единичное отличие в структуре РНК не активирует фермент, что теоретически исключает воздействие на здоровые клетки.
В экспериментах ученые создали несколько вариантов наномашин, нацеленных на мутировавшие версии генов N-Myc и KRAS, связанных с развитием нейробластомы, опухолей мозга, а также рака легких и прямой кишки. При выявлении таких изменений наномашины начинали разрушать РНК, отвечающую за синтез белка DAD-1, который подавляет апоптоз — естественную программу клеточной гибели.
Первые испытания на изолированных образцах генетического материала показали высокую точность системы. Однако при тестах на культурах раковых клеток из тканей почек и мозга эффективность и избирательность снизились: рост опухолевых клеток замедлялся, но точность распознавания оказалась ниже ожидаемой.
Исследователи предполагают, что внутри клетки наномашины могут терять стабильность, а роль белка DAD-1 в выживании раковых клеток может быть менее значимой, чем считалось ранее. Команда намерена выяснить причины выявленных сбоев и доработать технологию. Ученые отмечают, что при устранении ограничений ДНК-наномашины могут стать универсальным и высокоточным инструментом для борьбы с различными формами онкологических заболеваний.
