РНК и наночастицы заставили молчать гены рака
Предложенный метод пока нельзя назвать панацеей от всех видов злокачественных опухолей, но и это успех для исследователей, на протяжении многих лет разрабатывающих методики лечения рака при помощи переноса малых РНК на наночастицах.
Сегодня рак лечат в основном при помощи химиотерапии, лучевой терапии и путём удаления опухолей. Лучевая и химиотерапия иногда действительно спасают жизни, но наносят вред всему организму и имеют массу побочных эффектов. Поэтому учёные пытаются придумать локальные методы борьбы с опасным заболеванием, учатся воздействовать только на клетки опухоли.
"Множество многообещающих результатов было получено на лабораторных животных, но мы должны отдавать себе отчёт, что главное – это тестирование методов на человеке. Только эти данные могут быть говорить о применимости терапии", – отмечает не участвовавший в данном исследовании Дэниел Андерсон (Daniel Anderson) из Массачусетского технологического (MIT)
Медики вот уже много лет пробуют подавить аномальное разрастание тканей при помощи генной терапии, то есть посредством выключения отдельных генов, ответственных за деление клеток.
Одним из таких методов является РНК-интерференция (RNA interference), за изобретение которой создатели в 2006 году получили Нобелевскую премию по медицине. Метод заключается в следующем: малые РНК вводят в клетки опухоли. Эти молекулы воздействуют на другие РНК (расположенные внутри клетки), мешая выработке белков, кодируемых теми или иными генами.
Однако чтобы ввести так называемые микроРНК (miRNA) или малые интерферирующие РНК (siRNA) внутрь клеток, необходимо использовать специальные переносчики. Кого только на их роль не предлагали! ДНК-роботов, например. Однако до сих пор никто так и не смог превратить теоретические изыскания в реально работающий метод лечения. В основном из-за того, что необычное лекарство трудно было доставить к клеткам-целям.
Лечебные РНК нельзя просто добавить в кровь, почки очень быстро отфильтровывают чужаков из кровотока. Молекулы необходимо маскировать от иммунной системы, сделать так, чтобы они не травили организм и попадали в нужные клетки.
Группа учёных под руководством Марка Дэвиса (Mark Davis) из Калифорнийского технологического института, наконец-то добившаяся прогресса в этой области, не первый год экспериментирует с транспортом РНК и раковыми клетками. На этот раз она пробовала заглушить у человека работу гена RRM2 (рибонуклеотидредуктаза M2), определяющего синтез и исправление ДНК. Подавить его активность пытались многие научные группы, так как было доказано, что он играет одну из ключевых ролей в развитии многих видов рака.
В своей статье в журнале Nature учёные пишут, что переносчики были собраны из двух полимеров и белка, который связывается с рецепторами на поверхности раковых клеток.
"Действующим веществом" были малые интерферирующие РНК, именно они должны были подавить активность RRM2. Эти siRNA связываются с матричной РНК (мРНК), переносящей код в тот отдел раковой клетки, где ферменты синтезируют на её основе новый белок, и нарушают ход обычного процесса.
Все вышеперечисленные компоненты, будучи смешанными в воде, образуют сферы диаметром около 70 нанометров. Полученные частицы биологи вводят в кровоток пациентов, в котором они циркулируют до тех пор, пока не достигнут цели – сосудов, питающих опухоль.
Через них они проникают к клеткам злокачественного образования. Последние поглощают наночастицы, те в свою очередь распадаются и выпускают на волю малые интерферирующие РНК. Все ненужные более продукты распада выходят из организма с мочой.
"Наночастицы проникают внутрь, незамеченные иммунной системой, доставляют до места назначения малые интерферирующие РНК и покидают организм", — комментирует Дэвис.
Сейчас исследование прошло первую фазу клинических испытаний на безопасность. 15 пациентов с меланомой опробовали генное лекарство на себе (в разных дозах). Когда исследователи провели биопсию тканей трёх больных, они обнаружили фрагменты мРНК той длины и последовательности, которую ожидали получить при помощи сконструированных ими siRNA. Частицы сработали чисто, понизив экспрессию RRM2, утверждают учёные в своей статье.
По крайней мере, у одного из пациентов уровень белка, кодируемого геном-целью (и ответственного за размножение раковых клеток), был ниже, чем в образцах ткани, взятых до проведения терапии. Кроме того, больные, которым была введена бóльшая доза малых интерферирующих РНК, имели большее их содержание в опухолях. Подобное накопление – тоже большое достижение.
Пока результаты не слишком впечатляющие, но вместе с тем обнадёживающие. И, конечно же, потребуется масса дополнительных клинических испытаний (и на безопасность применения в том числе). Но Марк и его коллеги теперь могут с уверенностью заявить, что их наночастицы и метод РНК-интерференции действительно способны воздействовать на вредоносные клетки и их гены (и не только в пробирках).
"Получается, что целью может быть выбран любой ген. На любой белок можно будет воздействовать лекарствами", — восхищается биолог в пресс-релизе Caltech. "Нынешнее достижение коллег меня очень порадовало, – говорит профессор Филлип Шарп (Phillip Sharp) из MIT, получивший в 1993 году Нобелевку по медицине за работу над сплайсингом РНК. – Теперь мы имеем право утверждать, что с помощью этих частиц сможем лечить людей" (фото Ed Quinn). Дэвис надеется, что со временем не будет выявлено никаких серьёзных побочных эффектов. "Мы хотим создать метод генной терапии, который позволил бы людям сохранить привычное качество жизни. Сейчас мы ещё на один шаг приблизились к этой цели", — говорит он.
Впрочем, многие медики хоть и довольны полученными результатами, но пока относятся к подобному заявлению скептически: всё-таки один пациент — это пока ещё далеко не закономерность. Необходимо протестировать новый способ лечения на большем количестве людей и взять большее количество образцов ткани для анализа (или, по крайней мере, у каждого из 15 пациентов).
Кроме того, учёные пока ничего не сообщают о клинических эффектах новой терапии, например, в своей статье они ничего не говорят о том, как необычный препарат повлиял на деление и смерть раковых клеток. Об этом они планируют отчитаться на будущем собрании Американского общества клинической онкологии (American Society of Clinical Oncology), которое пройдёт в июне 2010 года.
Пока же дальнейшей разработкой технологии займётся начинающая компания Calando Pharmaceuticals. В случае если полученные результаты подтвердятся, она станет первой в своём роде.
