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 является одним 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. Лучевая терапия имеет множество тяжелых побочных эффектов и является сильным мутагеном, 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. Одной из причин этой особенности служит 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.
«Одним из преимуществ нашего подхода является 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.
