11.04.2010
Короткие последовательности РНК, иначе называемые малыми интерферирующими РНК (миРНК или siRNA, от small interfering RNA), способные эффективно «выключать» специфические гены, были впервые использованы для лечения рака у людей.
За открытие феномена так называемой РНК-интерференции (RNA interference) в 2006 г. была вручена Нобелевская премия. Было показано, что с помощью коротких последовательностей РНК можно блокировать синтез тех или иных белков, специфически ингибируя экспрессию генов. На малые интерферирующие РНК возлагали большие надежды, - ученые полагали, что технику РНК-интерференции можно будет применять для лечения рака и коррекции наследственных генетических заболеваний. Однако внедрить предложенный метод в клиническую практику оказалось не так просто – встал вопрос о том, как доставить молекулы РНК внутрь клетки к их генам-мишеням. Основной «загвоздкой» стало то, что в цитоплазме клетки свободная РНК немедленно расщепляется специальными ферментами – РНКазами. Для того, чтобы решить эту проблему, потребовалось целых четыре года.
Профессор Марк Дэвис (Mark Davis) из Калифорнийского Технологического Института в Пасадене (California Institute of Technology) и его коллеги разработали метод доставки наночастиц, содержащих специфические последовательности миРНК, в клетки больных меланомой. Анализ биопсий опухолей после проведенного экспериментального лечения выявил, что наночастицы успешно ингибировали экспрессию ключевого опухолевого гена RRM2, чья работа необходима для деления раковых клеток. Это исследование было опубликовано в журнале Nature.
Ученые создали наночастицы из двух синтетических полимеров и белка, способного связываться с рецепторами на поверхности раковых клеток и со специфическими участками малых интерферирующих РНК. Созданные наночастицы, а, вернее, прикрепленные к ним миРНК, блокировали синтез белка – продукта гена RRM2. Механизм действия миРНК довольно прост – они связываются с матричными РНК, которые являются переходным звеном от ДНК к белку, и приводят к их ферментативному расщеплению.
Созданные наночастицы достигали около 70 нм в диаметре. Их получали путем смешения исходных компонентов (синтетических полимеров, белка и миРНК) в воде, где компоненты автономно собирались в функциональные наноструктуры. Полученные частицы были введены в кровоток пациентов, где циркулировали до попадания в «пропускающий» кровеносный сосуд, снабжающий кровью опухоль. Попав в опухоль, наночастицы связывались с рецепторами на поверхности опухолевых клеток и абсорбировались, попадая внутрь клеток.
Оказавшись внутри клетки, наночастицы распадались, высвобождая миРНК. Остальные компоненты наночастиц, безвредные для организма человека, метаболизировались в почках и выводились с мочой.
Огонь по готовности
Статья описывает первую фазу клинического исследования, проведенную на 15 больных и посвященную оценке безопасности методики. Анализ образцов опухоли, полученных от первых трех добровольцев, показал, что миРНК успешно проникают в клетки опухоли и связываются с матричными РНК белка RRM2. При этом чем больше наночастиц было введено в кровоток, тем больше миРНК оказывалось в клетках. У одного из пациентов уровень RRM2 был достоверно ниже, чем в группе контроля.
Ученым потребуется провести ряд длительных клинических исследований, чтобы убедиться в безопасности и эффективности подобной терапии, однако Дэвис признает, что это исследование не предоставляет прямых доказательств того, что наночастицы, содержащие миРНК, могут использоваться в терапии больных онкозаболеваниями. «Идея о том, что любой ген может стать мишенью миРНК, очень привлекательна, - говорит Дэвис, – теперь каждый белок можно подвергнуть действию лекарственных препаратов на основе миРНК».
Дэвис надеется, что лечение путем воздействия на специфические гены не будет иметь выраженных негативных побочных эффектов. «Моя мечта – заставить опухоли исчезнуть, что позволит повысить качество жизни пациентов и в конечном итоге излечить их, - рассказывает Дэвис. – Мы сделали еще один шаг в этом направлении». Тем не менее, некоторые исследователи утверждают, что испытание было проведено на малом числе больных и у каждого протестированного было взято недостаточное количество биоптатов опухоли. Молекулярный биолог Томас Тушл (Thomas Tuschl) из Университета Рокфеллера в Нью-Йорке (Rockefeller University) говорит, что верить в достоверное снижение опухолевого белка всего у одного пациента – по меньшей мере неразумно, однако добавляет, что надеется на подтверждение положительных результатов работы.
Инженер-биотехнолог Даниель Андерсон (Daniel Anderson) из Массачусетского Технологического Института в Кембридже (Massachusetts Institute of Technology) также пытался создать системы доставки интерферирующей РНК в клетки. Он считает, что представленные результаты – это хорошее начало. «Люди, разрабатывающие методы лечения, понимают, что данные, полученные на животных, не всегда применимы к человеку, - говорит он. - Накоплено большое количество очень интересных результатов, полученных на животных моделях, однако возможность применения разработанных систем доставки лекарственных препаратов должна быть доказана в клинических испытаниях. Вот почему это исследование так важно».
Оригинальная статья: Davis M.E. et al. Nature 2010, in print. doi:10.1038/nature08956
По материалам: NatureNews
Ссылка:www.cbio.ru
