​Иногда в организме неправильно работает какой-либо ген, что приводит к появлению слишком больших количеств кодируемого им белка. В других случаях синтезируется неправильный (мутантный) белок: всё это сказывается на здоровье и может служить причиной серьезного заболевания.

Для борьбы с подобными «ошибками» нередко используются так называемые терапевтические нуклеиновые кислоты. Наибольшая сложность в их применении — доставка до проблемного места (клетки): этот вопрос и пытаются решить сибирские ученые. Статья об исследовании была опубликована в журнале European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics.

Антисмысловые (с англ. - antisence) олигонуклеотиды - один из наиболее разработанных классов терапевтических нуклеиновых кислот. Они получили свое название из-за того, что комплементарны (имеют противоположную значимость) матричным РНК (мРНК), а также РНК вирусов и мРНК бактерий, кодирующим белки, то есть молекулам со значащей, смысловой последовательностью.

Антисмысловые олигонуклеотиды способны подавлять экспрессию любого гена на уровне матричной РНК, расщепляя ее. Другой механизм действия - блокирование трансляции (синтеза белка), когда при связывании олигонуклеотида рибосома просто не может его вытеснить. В итоге укороченный белок с неправильной структурой утилизируется и не накапливается в клетке.

"Существует ряд белков, гиперэкспрессия которых ассоциируется с раком, воспалениями и так далее. Например, при вирусной инфекции в клетках синтезируются вирусные РНК и белки. Антисмысловой нуклеотид может подавить их синтез, а следовательно, и распространение инфекции. На данный момент основная проблема использования терапевтических нуклеиновых кислот - доставка в нужное место: при внутривенном введении антисмысловые олигонуклеотиды распространяются по всему организму и быстро выводятся почками, не успевая оказать максимальное воздействие", - рассказывает заведующая лабораторией биохимии нуклеиновых кислот Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН доктор биологических наук Марина Аркадьевна Зенкова.

Для решения этой проблемы специалисты ИХБФМ СО РАН разрабатывают системы доставки терапевтических нуклеиновых кислот, которые смогут не только отправить препарат в точку назначения, но и способствовать сохранению его активности в клетках, например в опухоли. В качестве систем доставки сибирские ученые используют комплексы на основе катионных липосом: частиц размером до 100 нанометров, построенных из катионных и нейтральных липидов (жирорастворимых веществ). Катионные липосомы связываются с антисмысловыми олигонуклеотидами и защищают их от действия неблагоприятных факторов в крови, а также способствуют проникновению в клетки, так как по строению напоминают клеточные мембраны.

Важнейший компонент системы доставки - катионные (положительно заряженные) липиды уникального строения - разработка специалистов московского Института тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова (сейчас - Московский технологический университет, Институт тонких химических технологий). Такие липиды полностью биодеградируют в организме человека, оставляя только природные молекулы, которые не являются токсичными. К тому же вещества не вызывают включение специфического иммунного ответа и одинаково активно работают с различными терапевтическими нуклеиновыми кислотами.

Кроме того, на каждой клетке существует набор рецепторов - сложных белковых структур, способных прочно связываться с определенной молекулой - лигандом. Если включить его в состав комплекса, то такие "адресованные" липосомы вкупе с антисмысловыми олигонуклеотидами будут связываться с клетками, на поверхности которых есть рецепторы к этому лиганду.

"Обычно опухолевые клетки содержат на поверхности рецепторы к фолиевой кислоте. Именно поэтому она часто используется в качестве адресующего лиганда в различных системах доставки лекарств, - поясняет Марина Зенкова. - Вообще, фолиевая кислота необходима для нормального функционирования клетки. Однако если последняя начинает гиперэкспрессировать рецепторы к фолиевой кислоте на поверхности, скорее всего клетка уже приобретает злокачественный фенотип. Поэтому мы включили в состав липосом эту кислоту, чтобы та обеспечила специфическое, направленное взаимодействие с опухолевыми клетками".

Преимущество липосомальных систем, разработанных учеными, заключается в том, что их можно приготовить заранее. Для этого химически синтезированные компоненты липосом, включая фолат-содержащую направляющую компоненту, смешивают в органическом растворителе и высушивают в вакууме. Затем получившуюся липидную пленку суспендируют в воде, обрабатывают ультразвуком, расфасовывают и хранят в холодильнике до использования. Если нужно доставить нуклеиновую кислоту, ее смешивают с этим раствором в определенных пропорциях и вводят в организм - то есть подобный вариант лечения является сравнительно недорогим. Нуклеиновая кислота в комплексе с липосомами быстро добирается до клеток опухоли и остается в них в значительном количестве даже через 24 часа после инъекции.

"Сейчас мы пытаемся сделать еще более сложные системы адресации, ищем возможности присоединения пептидов, антител, которые могут стимулировать захват комплексов определенными клетками. Проблема в том, что у наиболее злокачественных опухолей мало поверхностных рецепторов - опознавательных знаков, поэтому надо еще многое проработать", - заключает Марина Зенкова.

Алена Литвиненко

Источники

Сибирские ученые улучшили доставку систем против рака и вирусов
Наука в Сибири (sbras.info), 16/10/2018
Российские ученые начали создавать доступный препарат для иммунотерапии рака
Кубанские новости (kubnews.ru), 16/10/2018
Российские ученые начали создавать доступный препарат для иммунотерапии рака
Mirtesen.sputnik.ru, 16/10/2018
Российские ученые начали создавать доступный препарат для иммунотерапии рака
ТАСС, 16/10/2018
Российские ученые начали создавать доступный препарат для иммунотерапии рака
Azadinform (ru.azadinform.az), 16/10/2018
Российские ученые начали создавать доступный препарат для иммунотерапии рака.
Advis.ru, 16/10/2018
Сибирские ученые улучшили систему доставки до клеток лекарств от рака
ТАСС, 16/10/2018
Сибирские ученые улучшили систему доставки до клеток лекарств от рака.
Advis.ru, 16/10/2018
"Транспорт" для молекул: сибирские ученые усовершенствовали борьбу с раком
SM News (sm-news.ru), 16/10/2018
Сибирские ученые научились доставлять препарат точно в опухоль
Российская газета (rg.ru), 16/10/2018
Сибирские ученые разработали "транспорт" для молекул, которые могут бороться с опухолями и вирусами
Новосибирские новости (nscn.ru), 16/10/2018
Ученые разработали "транспорт" для молекул, которые борются с опухолями и вирусами
SMIonline (so-l.ru), 16/10/2018
Ученые из Новосибирска улучшили систему доставки лекарств от рака
The world news (theworldnews.net), 17/10/2018
"Транспорт" для молекул: сибирские ученые усовершенствовали борьбу с раком
RussiaGoodNews.ru, 17/10/2018
Ученые из Новосибирска улучшили систему доставки лекарств от рака
Известия (iz.ru), 17/10/2018
Российские ученые улучшили действие лекарств против рака на клетки опухоли
Ридус (ridus.ru), 17/10/2018
Российские ученые улучшили воздействие препаратов от рака
НИА Хакасия (19rus.ru), 18/10/2018
Исследователи из России представили уникальную систему доставки лекарств
MEDdaily (meddaily.ru), 19/10/2018
Исследователи из России представили уникальную систему доставки лекарств
Newsmir.info, 19/10/2018
Исследователи из России представили уникальную систему доставки лекарств
Mogu.by, 19/10/2018
Исследователи из России представили уникальную систему доставки лекарств
MedBlog (medblog.su), 20/10/2018
Исследователи из России представили уникальную систему доставки лекарств
Recipe.ru, 19/10/2018
Российские ученые улучшили действие лекарств против рака на клетки опухоли
Akcenty.info, 22/10/2018
Исследователи из России представили уникальную систему доставки лекарств
Здоровая Чувашия (med.cap.ru), 22/10/2018
Российские ученые создали уникальную систему доставки лекарств в теле
Медицинское Обозрение (m-oboz.ru), 22/10/2018
Российские ученые создали уникальную систему доставки лекарств в теле
Здоровье в России и мире (zdorowiye.ru), 22/10/2018
Исследователи ИХБФМ СО РАН улучшили системы доставки препаратов от опухолей и вирусов
1k.com.ua, 30/10/2018
Исследователи ИХБФМ СО РАН улучшили системы доставки препаратов от опухолей и вирусов
Научная Россия (scientificrussia.ru), 30/10/2018
Сибирские ученые придумали эффективное средство лечения рака
БК55 (bk55.ru), 04/11/2018

Похожие новости

  • 19/04/2017

    Ученые установили, что управляет термогенезом

    ​Ранее считалось, что в термогенезе - процессе выработки тепла - ключевую роль играют макрофаги, один из видов белых клеток крови. Однако ученые из Школы медицины Икан на горе Синай (Icahn School of Medicine at Mount Sinai) в США во главе с профессором медицины Кристофом Бюттнером (Christoph Buettner) доказали, что за термогенез отвечает мозг.
    958
  • 12/11/2018

    Сибирские ингибиторы препаратов против рака проходят доклинические испытания

    ​Ученые Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, Новосибирского института органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН и ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» нашли эффективные белковые мишени для разработки препаратов против рака прямой кишки, легких и кишечника.
    78
  • 05/09/2016

    Универсальный способ выделения экзосом разработан в ИХБФМ СО РАН

    ​Выпускница факультета естественных наук Новосибирского государственного университета Лада Пурвиньш занимается на базе Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН (ИХБФМ) разработкой нового универсального способа выделения экзосом из больших объемов биологических жидкостей.
    1842
  • 10/05/2018

    Эффективность лактаптина может быть повышена

    ​Разработчики противоракового средства нашли метод его адресной доставки к опухоли. Как рассказал заместитель директора Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН кандидат биологических наук Владимир Александрович Рихтер, лактаптин успешно прошел полный цикл доклинических испытаний и ожидает регистрации Минздрава РФ для перехода на последний, клинический этап.
    422
  • 12/08/2016

    Новосибирский ученый разработал новый метод генерации биспецифичных терапевтических антител

    ​Аспирант Новосибирского государственного университета Виктор Принц разработал новый метод генерации биспецифичных терапевтических иммуноглобулинов на основе процесса, который происходит в организме человека.
    1607
  • 15/03/2018

    Новосибирские ученые разрабатывают новое лекарство против клещевого энцефалита

    ​Молодой ученый Сибирского отделения РАН получил президентский грант. Новосибирец с коллегами занимается разработкой нового лекарства против клещевого энцефалита.  Два года назад журналисты ОТС уже рассказывали, что ученые проводили доклинические испытания на мышах и доказали: полученное лекарство в сотни раз эффективней иммуноглобулина и абсолютно нетоксично.
    474
  • 15/10/2016

    Александр Карлин - о развитии инноваций на территории Алтайского края

    ​Одним из важных направлений работы по формированию региональной инновационной системы является создание и развитие на территории региона инфраструктуры для коммерциализации научных разработок и технологической модернизации в регионе.
    1860
  • 23/08/2018

    Здесь создают здоровье нации

    ​Сегодня о проекте "Академгородок 2.0" говорят много: каким он станет, что войдет в его структуру, как это позволит развивать науку и главное - чем будет полезен людям? И только создание Биоцентра, кажется, не вызывает вопросов - необходимость разработки суперсовременных лекарственных препаратов очевидна даже обывателям.
    245
  • 21/03/2016

    Ученые определят рак груди по анализу крови

    ​Ученые Института химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения РАН занимаются исследованием маркеров, характерных для опухолевых клеток рака молочной железы (РМЖ), в составе циркулирующих в крови экзосом.
    1516
  • 05/09/2017

    ТОП-5 материалов августа на портале SIBMEDA

    Редакция SIBMEDA публикует рейтинг популярных, по мнению читателей, новостей и статей, размещенных на портале в августе.   1. Роспотребнадзор изымает из обращения два популярных анестетика из-за развития нежелательных реакций Роспотребнадзор сообщает о решении приостановить реализацию лекарственных препаратов «Лидокаин, раствор для инъекций 100 мг/мл 2 мл» и «Новокаин, раствор для инъекций 5 мг/мл 10 мл» в связи с развитием нежелательной реакции.
    615