В опухоль на попутке
Биологи превратили «кузена» яичного белка в «киллера» раковых клеток
Молекулы белка альбумина, человеческого аналога белка куриных яиц, можно использовать для доставки особых генетических сигналов в раковые клетки, заставляющих их убить себя или останавливающих их размножение, говорится в статье, опубликованной в журнале PNAS (Sarett et al., Lipophilic siRNA targets albumin in situ and promotes bioavailability, tumor penetration, and carrier-free gene silencing).
«Мы использовали альбумин по той причине, что он является самым распространенным белком в человеческой крови. Наши РНК-молекулы могут присоединяться к особому «жировому карману» внутри альбумина, что позволяет им прожить несколько дней в кровотоке, а не исчезать из организма через две минуты, когда они достигают почек», – объясняет Крэйг Дювалль (Craig Duvall) из университета Вандербильта в Нэшвилле (США).
Как объясняют ученые, РНК играет роль главного переносчика информации в живых клетках – она «дирижирует» активностью генов и тем, насколько активно они считываются. Этим свойством РНК сегодня активно пытаются воспользоваться молекулярные биологи, используя короткие молекулы РНК для создания живых «биокомпьютеров» на базе микробов, а также лекарств, подавляющих работу генов в микробах или запускающих процесс самоуничтожения раковых опухолей.
Первые попытки осуществить подобную операцию в живом организме, как вспоминает Дювалль, закончились провалом – «голые» молекулы РНК уничтожались иммунитетом подопытных животных быстрее, чем они могли проникнуть в раковые клетки. Когда ученые «обернули» эти молекулы в наночастицы, они перестали быстро разрушаться, но по-прежнему не попадали в опухоль, так как они начинали скапливаться в печени.
Это заставило Дювалля и его коллег искать принципиально иные пути доставки коротких РНК в раковые клетки, которые не приводили бы к быстрому разрушению или выводу «киллерских» молекул из организма.
Ученые обратили внимание на две вещи: на то, что раковые клетки поглощают заметно больше питательных веществ из внешней среды, и что в них достаточно часто проникают молекулы альбумина, одного из ключевых белков крови.
Как отмечает Дювалль, молекулы альбумина содержат в себе особые «карманы», внутри которых белок обычно переносит различные жиры и другие длинные молекулы, перемещая их из кровотока в клетку и обратно. Эти «карманы», как предположили ученые, могут быть достаточно большими для того, чтобы переносить в себе и короткие РНК, «выдающие» себя за молекулы жиров и похожие на них формой.
Для проверки подобного подхода к лечению рака ученые заполучили несколько фрагментов опухоли, извлеченной из груди, часть из которых они обработали «обычными» наночастицами, а другие – смесью из РНК и альбумина.
Как показали эксперименты, альбумин и РНК проникли во все раковые клетки, корректно «распаковались» и выключили те гены, которые заставляют раковые клетки бесконтрольно размножаться. Наночастицы смогли подавить эти гены лишь в 60% клеток, благодаря чему опухоль не потеряла способности сопротивляться терапии и расти дальше. В целом частицы РНК в альбуминовой «упаковке» действовали на опухоль в три раза сильнее, чем РНК в комбинации с наночастицами.
Рисунок из пресс-релиза Hijacking human proteins to better deliver anti-cancer drugs – ВМ.
«Самое удивительное в этом подходе заключается в том, что он не только улучшает проникновение молекул РНК в опухоль, но и при этом является абсолютно нетоксичным даже при очень высоких дозах. Это позволяет использовать подобную систему доставки для блокировки множества генов, что необходимо для борьбы с опухолями, которые умеют приспосабливаться к подобным процедурам», – заключает Дана Брантли-Сидерс (Dana Brantley-Sieders), коллега Дювалля по университету.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
25.07.2017