Oncogene: Ученые создали стабильную версию микроРНК-34а для борьбы с раком

Новый метод лечения рака, который разработали ученые Университета Пурдю, воздействует на опухоли, заставляя раковые клетки поглощать фрагмент РНК, который естественным образом блокирует деление клеток.

Как сообщается в журнале Oncogene, опухоли, обработанные новой терапией, не увеличивались в размерах в течение 21 дня исследования, в то время как опухоли, не подвергавшиеся лечению, за тот же период времени увеличились в три раза.

Рак может возникнуть практически в любом месте человеческого организма. Опухоли почти всегда состоят из клеток, которые неконтролируемо делятся и могут игнорировать сигналы организма о смерти (апоптоз) или о прекращении деления, а также уклоняться от иммунной системы. По словам Андреа Касински, ведущего автора исследования, доцента кафедры биологических наук Университета Пурдю Уильяма и Пэтти Миллер, терапия, которую удалось испытать на мышиных моделях, сочетает в себе систему доставки в раковые клетки, и специально модифицированную версию микроРНК-34а — молекулы, которая действует как автомобильный тормоз, замедляя или совсем останавливая деление клеток.

Помимо замедления или прекращения роста опухоли целевая микроРНК-34а не менее чем на 120 часов подавляла активность как минимум трех генов — MET, CD44 и AXL, которые, как известно, являются причиной развития рака и устойчивости к другим методам лечения рака. Полученные результаты свидетельствуют о том, что патентованная терапия — новейшая итерация более чем 15-летней работы по уничтожению рака с помощью микроРНК — может быть эффективной как самостоятельно, так и в комбинации с существующими препаратами при использовании против рака, выработавшего лекарственную устойчивость.

Когда мы получили эти данные, то все были в восторге. Мы уверены, что этот подход лучше, чем существующий стандарт лечения, и что есть пациенты, которым это поможет, — говорит Касински, сотрудник Института исследований рака Пердью.

МикроРНК-34а представляет собой короткую двойную нить рибонуклеиновой кислоты — строку рибонуклеиновых кислот, прикрепленных, подобно зубцам молнии, по длине сахарофосфатной цепи. Две нити микроРНК застегиваются неравномерно, при этом одна из них направляет белковый комплекс к месту работы в клетке, а другая разрушается.

В здоровых клетках микроРНК-34а присутствует в изобилии, однако во многих раковых клетках ее присутствие резко снижено.

Несмотря на то что идея вернуть микроРНК-34а в раковые клетки кажется простой, исследовательской группе пришлось преодолеть множество трудностей, чтобы создать эффективную терапию. РНК естественного происхождения быстро разрушается, поэтому для повышения долговечности терапии группа стабилизировала микроРНК-34а, добавив несколько небольших кластеров атомов по всей длине нити. В основу модификации была положена химическая структура, одобренная Управлением по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств США, которую исследователи биотехнологической компании Alnylam использовали для создания аналогичных коротких интерферирующих РНК. Эксперименты на моделях мышей показали, что модифицированная микроРНК-34а сохраняет свою активность в течение как минимум 120 часов после введения.

Кроме того, полностью модифицированная микроРНК-34а невидима для иммунной системы, которая обычно атакует двуцепочечную РНК, введенную в организм.

Для того чтобы модифицированная микроРНК-34а попала в раковые клетки, специалисты прикрепили двойную нить к молекуле витамина фолата. На поверхности всех клеток нашего организма есть рецепторы, которые связываются с фолатом и втягивают витамин в клетку, но клетки многих видов рака — молочной железы, легких, яичников и шейки матки — имеют гораздо больше рецепторов фолата на своей поверхности, чем здоровые клетки. Крошечное соединение микроРНК-34а и фолата проникает в плотную ткань опухоли и связывается с рецептором фолата на поверхности клетки. Затем оно втягивается внутрь клетки в маленьком мешочке клеточной мембраны, называемом везикулой. Попадая внутрь клетки, часть микроРНК-34а способна покинуть везикулу и замедлить деление клетки.

Целевая специфичность терапии позволяет уменьшить количество препарата, которое необходимо ввести для достижения эффективности, что, в свою очередь, снижает потенциальную токсичность, побочные эффекты и стоимость. Команда также может подготовить отдельную версию препарата, нацеленную на другой рецептор клеточной поверхности, для клеток рака простаты, которые не вырабатывают избыточное количество фолатных рецепторов. Касински и ее команда уверены в ценности последней итерации и будут готовиться к клиническим испытаниям.

04.09.2023