Учеными химико-биологического кластера российского Университета ИТМО разработана первая в мире система лечения злокачественных опухолей, которая сначала обнаруживает рак, а затем отключает гены, отвечающие за его жизнедеятельность. Это делает лечение злокачественных опухолей безопасным, поскольку оно не затрагивает здоровые клетки и ткани. Результаты проведенного исследования представлены в журнале Nucleic Acid Therapeutics.
Известно, что традиционно для лечения злокачественных опухолей используются радиотерапия и химиотерапия. Их применение связано с серьезными неблагоприятными последствиями для организма. Кроме того, многие опухоли могут стать устойчивыми к лечению. Поэтому в настоящее время разрабатываются альтернативные, более эффективные методы лечения для устранения рака.
Одним из таких методов является антисмысловая терапия. Она основана на использовании одноцепочечных олигонуклеотидов (коротких нитей ДНК), которые могут комплементарно связываться с определенным геном в последовательности ДНК клетки и подавлять его экспрессию. Недостатком антисмысловых олигонуклеотидов является то, что они могут воздействовать не только на опухолевые клетки, но и на целые клетки.
Российские ученые впервые предложили способ преодоления этого недостатка. Они разработали бинарную систему, состоящую из двух цепочек антисмысловых олигонуклеотидов. Первый из них, сенсорный, необходим для поиска специфических генов – маркеров рака – чтобы убедиться, что это раковая клетка. Второй контур, терапевтический, играет роль классического антисмыслового олигонуклеотида, выключая ген-мишень. Специфичность системы заключается в ее вариабельности: мишенью может стать любой ген, в то время как первая петля может распознать любой онкомаркер.
Исследователи экспериментально проверили антисмысловую систему in vitro. В качестве онкологического маркера они использовали часть гена KRAS, с которым связана примерно треть всех раковых заболеваний, а в качестве белка-мишени – ген GFP, который кодирует зеленый флуоресцентный белок. Об эффективности системы можно было судить по снижению флуоресценции клеток. Этот опыт показал, что система уничтожает клетки, содержащие нужный маркер рака, а не все.
