Бинарный препарат для генотерапии

Таблетки с двойной пользой
Марина Муравьёва, STRF.ru

Группа учёных под руководством профессора Анчи Барановой (лаборатория генетической эпидемиологии Медико-генетического научного центра РАМН) разрабатывает новые способы доставки генетической информации в клетки-мишени для терапии социально значимых заболеваний.

С новым вектором

Лечению заболеваний с помощью генов (генотерапии) посвящено несколько сотен проектов в мире. Базируются они на замене в геноме пациента дефектного гена неповреждённым. Однако при многих заболеваниях не требуется привносить в организм что-то новое, достаточно подавить работу отдельных генов (например, в борьбе с вирусами гепатита С, СПИДа и т.д.). Около 10 лет назад было установлено, что экспрессия нежелательных генов подавляется с помощью миРНК, которые сходны по структуре с определённой частью гена и при взаимодействии с большой РНК способны её разрушить. За эту привлекательную для терапевтических целей идею ухватились многие учёные и стали предпринимать попытки разработать генотерапевтические препараты нового поколения на основе миРНК. Хотя по времени возникновения эта терапия гораздо моложе генной, она ближе к «выходу в клинику», считает Анча Баранова. Правда, есть некоторые сложности.

ДНК – очень стабильный полимер, учёные её выделяют даже из костей неандертальцев, мамонтов (см. подробнее «Охотник за генами» – STRF.ru). РНК же очень легко разрушается: её жизнь в крови длится меньше минуты. Поэтому для миРНК необходим вектор доставки. До настоящего времени выбор ограничивался либо вирусными, либо липосомными векторами. Но у каждого имеются недостатки. Липосомы живут недолго и доставляют «генные лекарства» преимущественно в печень. А с вирусами работать небезопасно. Есть большой риск что-нибудь повредить в геноме, в частности такое «лечение» может привести к развитию онкологического заболевания. Это серьёзный побочный эффект вирусной терапии.

«Мы создали принципиально новый вектор доставки, который могут взять на вооружение другие лаборатории, – говорит Анча Баранова. – Это ещё одна дорожка, по которой можно идти, добиваться результатов. Основой нового вектора является ДНК. Вот только если раньше её рассматривали как нечто, что нужно доставлять в клетки, то у нас это – своего рода корзинка, внутрь которой кладётся определённое количество миРНК и направляется в клетки».

Говоря об оригинальности разработки, Анча Баранова поясняет, что «идеи носятся в воздухе, но в неоформленном виде». Анализ научной литературы показал, что раньше не было предложений по вектору из чистой ДНК. Только совсем недавно учёным попалась статья, где описан новый вектор для доставки миРНК. Там используется целый набор компонентов, в том числе ДНК. «Думаю, у авторов рабочим компонентом является ДНК, но они просто об этом не знают, – предполагает Анча Баранова. – Судя по нашим выкладкам, скорее всего, основную работу осуществляет ДНК, а всё остальное на неё попросту навешано».

О проекте

Эта идея – делать вектор из ДНК – появилась у Анчи Барановой два года назад. Сначала над ней работала её американская студентка в Университете Джорджа Мейсона (второе место работы профессора Барановой). Но значительно продвинуть эту идею смогли в России благодаря финансовой поддержке, которую проект получил по ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям науки и техники на 2007-2012 годы» (2009-2010-й год).

Учёные Михаил Скоблов (слева) и Андрей Марахонов (справа) разработали средства модификации ДНК и на специально созданной модели показали, что система работает. Подали два российских патента.

«Это была поисковая работа – очень сложная и трудоёмкая, – рассказывает ведущий научный сотрудник лаборатории Михаил Скоблов. – Приходилось ставить большое количество контролей. Большая часть работы, наверное, 99 процентов, шла “в раковину”. Перебрав разные варианты реализации, мы пытались выяснить, что работает, а что – нет. Прежде всего, требовалось подобрать мишень, которая будет подавлять экспрессию определённого гена. Когда с этим справились, стали изучать, насколько она эффективно работает на клеточных культурах. С помощью различных приборов оценивали, как эта мишень проникает в клетки. Сборка ДНК-корзинок, которые защищают мишень, – отдельная большая “песня”. Их нужно было модифицировать, чтобы они целенаправленно шли в нужные клетки. Это перебор различных параметров. Конечно, какие-то вещи известны из литературы. Но мы пытались создать эффективно работающую уникальную комбинацию».

Ближайшая цель учёных – добиться, чтобы эта система доставки работала эффективно и стабильно. Пока есть погрешности: то лучше эксперимент проходит, то – хуже. У системы много параметров, которые надо исследовать и подбирать их оптимальное сочетание.

Недавно учёные подали ещё одну заявку на участие в ФЦП «Исследования и разработки», чтобы продолжить начатый проект. В дальнейшем потребуется проводить эксперименты на модельных организмах – мышах, крысах. Кроме того, продолжать исследования планируется с лабораторией МГНЦ РАМН Натальи Вейко. Она работает с внеклеточной ДНК, уже открыла интересный феномен: окисленная ДНК в некоторых клетках, прежде всего, опухолевых, может вызывать апоптоз. А значит, можно сделать «бинарный препарат», где и доставляемая миРНК, и окружающая её корзинка обладают лечебным эффектом. Пока это только идея. Дополнительные эксперименты могут привести к значимым результатам.

О перспективах

Разрабатываемую учёными МГНЦ систему в перспективе можно будет использовать для лечения рака, вирусных заболеваний (прежде всего тех, против которых нет вакцин, – гепатит С, СПИД), болезней Паркинсона и Альцгеймера. При Альцгеймере откладывается амилоидный белок, что приводит к образованию бляшек. Если бы этот белок производился в меньших количествах, то было бы меньше бляшек или они не появлялись вовсе. И тогда болезнь развивалась у пациента, скажем, не в 80, а в 100 лет.

В практике уже давно используются лекарства в виде капсул: внутри у них активное вещество, а оболочка представляет собой прессованный желатин, который не оказывает никакого лечебного эффекта, а всего лишь избавляет пациента от неприятных вкусовых ощущений во время приёма препарата. В случае использования нового вектора доставки на базе ДНК и упаковка, и начинка будут обладать терапевтическими свойствами.

Конечно, чтобы всё это дошло до потребителя, к исследованиям должны присоединиться десятки и сотни лабораторий, причём по всему миру. Учёные Медико-генетического центра в этом направлении сделали пока первый шаг. Проект длился чуть больше года. Это очень мало по научным меркам.

«Я думаю, терапия на основе миРНК со временем станет доступной, при этом речь идёт либо об инъекциях, либо о трансдермальных способах доставки, – говорит Анча Баранова. – Вирусные векторы никогда не будут дешёвыми. Вирус можно получить в большом количестве, но нужно проверить его на безопасность. Липосому можно сделать дешёвой, но у неё свои изъяны, и этот вектор базируется на химических веществах, чужеродных. А тут мы можем эти векторы делать из человеческой ДНК, в том числе каждого конкретного пациента. Это привлекательно. К тому же использование ДНК уже одобрено Минздравсоцразвития».

О возвращении в Россию

В Америке Анча Баранова живёт и работает 8 лет. В Россию она приезжает несколько раз в год, где курирует работу своей лаборатории в МГНЦ РАМН. Идею российского правительства привлечь в страну уехавших учёных она считает разумной. Но при этом сама не стала участвовать в конкурсе мегагрантов: «Прежде всего, для меня неприемлемы жёсткие требования проекта – находиться в России по четыре месяца в году. Я участвовала в более мелком конкурсе на получение гранта от ВНИИ генетики как приглашённый специалист. Тогда нужно было провести в стране два месяца – это более реально. Если есть такой запрос со стороны правительства – по привлечению учёных из-за рубежа, чтобы они работали с российскими специалистами, то я и так работаю. А переманивать учёного сюда на постоянную позицию – нецелесообразно. Самое важное – наладить интеграцию. В мире же глобализация происходит».

Тех наших учёных, которые попали в аспирантуру США и после остались там работать, не надо считать российскими. Они просто умеют говорить по-русски. Это то же самое, как если американский учёный выучит русский язык на курсах. Если человек потерял интеграцию с российской системой, обратно ему встроиться будет так же трудно, как любому иностранцу. Вот если они получили образование здесь, тут же развили какие-то научные направления и интегрировали их, тогда, несмотря на то что они уехали, они всё равно остались русскими учёными. Таких людей меньшинство. Те же, кто уехал в аспирантуру и на постдоки, – обычные американские учёные.

Своё положение профессор Баранова считает более выгодным: у неё есть возможность подавать заявки на гранты в двух совершенно разных системах – в России и США, осуществлять совместные проекты, исследования. Кстати, есть распространённое мнение, будто в России очень тяжело заполнять формы заявок, выигрывать гранты, писать отчёты – якобы процесс очень забюрократизирован. Анча с этим не в полной мере согласна. В США тоже много проблем примерно такого же характера: «Мне кажется, российская система развивается как калька американской. В США что-нибудь бредовое придумают, наши тут же действуют аналогично. Кроме того, в Америке грантовый цикл занимает 10–12 месяцев – от подачи заявки до объявления результатов конкурса, а финансирование приходит и того позже, нередко с задержкой на год, после соблюдения всех формальностей с разрешениями. В России же грантовый цикл занимает месяц. Это очень привлекательно. Вероятность выигрыша гранта (конкурса) в обеих странах составляет примерно 10 процентов, то есть чтобы выиграть один грант, надо написать 10 архисложных бюрократических заявок. Так что не надо жаловаться. Я не думаю, что российская система грантов намного хуже иностранной».

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
14.12.2010