Нанокапсулы из РНК доставят лекарства в раковые клетки

Новые нанокапсулы, доставляющие лекарства внутрь клетки, состоят из трех цепей РНК, соединенных друг с другом в структуру, напоминающую по форме треугольник. РНК-нанокапсулы как раз такого размера, чтобы проникать внутрь клетки, а их строение позволяет поместить внутрь них цепочки РНК, отвечающие за остановку роста раковой клетки. Команда ученых, разработавших новое лекарство против роста раковых опухолей, недавно провела тесты РНК-наночастиц на мышах и культуре клеток человека. Результаты тестов показали, что лекарство способно бороться с онкологическими заболеваниями.



"Молекулярные структуры на основе РНК - идеальное решение для создания лекарства от рака. Вообще, некоторые молекулы РНК способны эффективно бороться с онкологическими заболеваниями, но до сих пор было невозможно доставить их точно в раковую клетку, - говорит исследователь Пейхуан Гу, профессор молекулярной вирусологии из университета Пэрдью. Гу проводил исследования по созданию РНК-нанокапсул совместно с центром исследования онкологических заболеваний в Пэрдью, школой ветеринарной медицины и биомедицинской инженерии. - В последнее время большинство медиков надеется на то, что нанотехнологии помогут доставлять противораковые агенты в клетку. И с помощью РНК-нанокапсул это более чем возможно".

Ранее доктор Гу уже создавал различные наноструктуры на основе РНК. При изучении вирального мотора вируса phi29 он узнал, что РНК формирует наноблоки, способные соединяться в различные наноструктуры. Так, из этих наноструктур создан сам наномотор вируса, доставляющий свою ДНК в клетку.

"Молекулярные структуры на основе РНК - идеальное решение для создания лекарства от рака. Вообще, некоторые молекулы РНК способны эффективно бороться с онкологическими заболеваниями, но до сих пор было невозможно доставить их точно в раковую клетку, - говорит исследователь Пейхуан Гу, профессор молекулярной вирусологии из университета Пэрдью. Гу проводил исследования по созданию РНК-нанокапсул совместно с центром исследования онкологических заболеваний в Пэрдью, школой ветеринарной медицины и биомедицинской инженерии. - В последнее время большинство медиков надеется на то, что нанотехнологии помогут доставлять противораковые агенты в клетку. И с помощью РНК-нанокапсул это более чем возможно".

Ранее доктор Гу уже создавал различные наноструктуры на основе РНК. При изучении вирального мотора вируса phi29 он узнал, что РНК формирует наноблоки, способные соединяться в различные наноструктуры. Так, из этих наноструктур создан сам наномотор вируса, доставляющий свою ДНК в клетку.

"С помощью наночастиц доктор Гу смог доставить в опухолевые клетки три различных типа противораковых агентов, - говорит Джин Чин, ученый из Национального института медицины США. - Это уникальное достижение. Ранее удавалось доставить только один тип агента".

Группа исследователей построила из молекул РНК несколько различных "матриц" размерами от сотен нанометров до нескольких микрон. При этом их структура может быть задана наперед, что существенно упрощает конструирование будущих наномашин. Самосборка шла в нанометровом масштабе, но конечные "продукты" в ряде опытов достигали и микронных размеров.

"Наша работа показала, что мы можем управлять структурой трехмерных матриц, полученных с помощью самосборки молекул РНК. При этом мы можем делать матрицы различных размеров, - объясняет Гу. - В дальнейшем после проведения дополнительных исследований с помощью молекул РНК можно будет конструировать сложные наномашины".

Пока исследователи собрали из молекул РНК "кольца", "треугольники" и "стержни". Исследователи говорят, что эти структуры можно интегрировать с нанотранзисторами, нанопроводниками, нанотрубками, биосенсорами и другими уже существующими наноструктурами, чтобы получить сложные НЭМС-системы - возможно, даже наноробототехнику.

Практическое применение в доставке лекарств пока нашли только треугольники из РНК. Для борьбы с опухолями ученые начали поиск таких форм РНК, которые могут убивать раковые клетки. В процессе исследований было найдено три формы РНК. Например, siRNA деактивирует отдельные гены в раковых клетках. Другие фрагменты РНК присоединяются к белковым маркерам, характерным только для раковых клеток.

"С помощью технологии синтеза РНК-наноструктур, которую мы разработали еще при исследовании вируса phi29, была создана наноструктура-треугольник, состоящая из трех фрагментов различных РНК, размером от 25 до 40 нанометров," - объясняет далее Гу.

Частицы, размер которых около 100 нм, достаточно большие для того, чтобы проникнуть через клеточную мембрану. Вот почему треугольники идеально подходят для доставки лекарств внутрь клеток.

"Одна из особенностей раковых клеток - это то, что они не перестают делиться. А молекула siRNA останавливает процесс деления клеток. Затем мы попробовали наноструктуру в деле. И оказалось, что наночастицы справились с опухолью рака груди за несколько дней".

Но и это еще не все. Команда исследователей добилась полной остановки деления раковых клеток у подопытной мыши. Говоря простым языком, мышь вылечили от рака.

"Результаты очень обнадеживающие, однако следует провести еще несколько дополнительных исследований, прежде чем мы станем использовать наночастицы в клинических тестах на людях".

Ученым необходимо исследовать все возможные побочные эффекты от использования наночастиц. Одна из уже обнаруженных задач - присоединение наночастиц непосредственно к раковым клеткам, оставляя здоровые неповрежденными. Однако ученые надеются, что наночастицы в будущем радикально изменят терапию онкологических заболеваний и помогут миллионам людей.

www.nanonewsnet.ru по материалам Purdue scientists treat cancer with RNA nanotechnology