Ученые из США разработали механизм доставки мРНК белка устойчивости к радиации тихоходок в здоровые клетки эпителия кишечника и ротовой полости, снизив вред от радиации у мышей вдвое. Этот механизм поможет пациентам с раковыми опухолями значительно легче переживать лучевую терапию и ее последствия. Исследование опубликовано в Nature Biomedical Engineering.
Лучевая терапия — один из самых распространенных способов лечения рака. Она может работать как отдельный способ терапии, помогая уничтожать злокачественные опухоли с помощью радиоактивного местного излучения, а может быть частью комплексного лечения: к примеру, помогая уменьшить раковую опухоль перед ее хирургическим удалением. У лучевой терапии множество тяжелых побочных эффектов, и она сильный мутаген, так как разрушает связь между цепочками ДНК. Например, радиационное излучение при раке головы и шеи часто приводит к тому, что для пациентов становится затруднительным и болезненным прием пищи. Другим примером может служить рак желудочно-кишечного тракта, облучение которого часто приводит к ректальному кровотечению. К сожалению, на данный момент существует не так много лекарств, защищающих здоровые клетки пациентов от воздействия лучевой терапии.
Теперь ученые решили исследовать организмы, значительно более устойчивые к радиации, чем человек. Например, известную своей выносливостью тихоходку. Помимо того, что эти небольшие существа могут выживать в космосе, они также в среднем в 2–3 тысячи раз более устойчивы к радиации, чем человек. Одна из причин этой особенности — белок под названием Dsup, обволакивающий ДНК тихоходки и защищающий ее клетки от сильнейшего излучения.
Чтобы доставить нужное количество Dsup в клетки, преодолев ядерную оболочку, ученым было бы недостаточно просто ввести его в кровь пациентов с раком, ведь молекула быстро поглощается и разрушается иммунными клетками. Исследователи решили ввести в здоровые клетки участки мРНК, кодирующие белок Dsup. Попав в клетку, рибосомы начинают практически сразу синтезировать нужный белок, обеспечивая клетку надежной защитой от радиации.
«Одно из преимуществ нашего подхода — то, что мы используем мРНК, которая лишь временно экспрессирует белок, что делает ее гораздо более безопасной, чем ДНК, которая может быть включена в геном клетки», — рассказал Джованни Траверсо из Массачусетского технологического института.
Чтобы доставить в нужные здоровые клетки мРНК белка тихоходок, ученые исследовали множество полимеров липидов. Специалисты остановились на ионизируемых липидных наночастицах, дополненных биоразлагаемыми катионными полимерами. Успешно доставив нужную мРНК в культивированные клетки эпителия кишечника и ротовой полости, исследователи начали тестирование на мышах.
Испытания прошли успешно, количество разрывов цепей ДНК сократилось вдвое. Также ученые продемонстрировали, что эффект устойчивости к лучевой терапии действует местно, а терапевтические свойства лучевой терапии остаются такими же, как и при обычном лечении. После инъекции в нужную область мРНК практически не попадали в другие клетки. Таким образом, ученым удалось избежать вероятности того, что устойчивость к радиации передастся и самим раковым клеткам.
В будущем исследователи планируют сделать терапию пригодной и для людей.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
