Ученые из Массачусетской общей больницы (Massachusetts General Hospital, MGH) вместе со своими коллегами из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology, MIT) и фармацевтической компании Alnylam Pharmaceuticals нашли способ блокировать воспаление, способствующее развитию многих заболеваний.

В статье, опубликованной он-лайн в журнале Nature Biotechnology, они описывают использование основанного на РНК-интерференции метода для подавления биохимических сигналов, способствующих миграции определенной группы клеток иммунной системы в зоны повреждения ткани.

Воспаление – компонент естественной защиты организма от заболеваний и последствий травм. Эта иммунная реакция необходима для заживления ран и восстановления после инфекций.

«Белые клетки крови, известные как моноциты, играют важнейшую роль на ранних стадиях иммунного ответа», – объясняет старший автор статьи доктор медицины и философии Маттиас Нарендорф (Matthias Nahrendorf) из Центра системной биологии (Center for Systems Biology) MGH, профессор радиологии Гарвардской медицинской школы (Harvard Medical School). «Мы знаем, что существует два подтипа моноцитов – воспалительный, защищающий от болезнетворных микроорганизмов, и репаративный, поддерживающий процесс восстановления. Слишком сильная воспалительная реакция может блокировать процесс выздоровления и усугубить течение сердечно-сосудистых заболеваний и рака».

Примером такого воспаления, ведущего к атеросклерозу и потере эластичности артерий, является результат отложения жиров и холестерина на стенках артерий.

Поврежденные в результате травмы или заболевания клетки выделяют «коктейль» из химических веществ, называемых цитокинами. Воспалительные моноциты привлекаются в зону повреждения ткани одним из цитокинов – молекулой MCP1. Они мигрируют в эту зону благодаря присутствию на их поверхности белкового рецептора CCR2, взаимодействующего с MCP1.

Группа ученых во главе с исследователями из MGH разработала стратегию таргетинга этого рецептора, позволяющую заблокировать воспалительный процесс, не вмешиваясь в функции репаративных моноцитов.

Для этого они разработали последовательность РНК, блокирующую ген, кодирующий рецептор CCR2. Без рецептора CCR2 на своей поверхности моноциты не отвечают на присутствие MCP1, и, теоретически, этот метод должен блокировать большую часть воспалительной реакции.

Со времени открытия РНК-интерференции в 1998 году ученые пытаются использовать ее потенциальную способность подавлять любой ген организма для лечения различных заболеваний. РНК-интерференция работает, нарушая поток генетической информации от ядра клетки к ее белок-синтезирующим механизмам. Технология, основанная на использовании малых интерферирующих РНК (миРНК, small interfering RNA, siRNA), предотвращает выработку специфических белков путем связывания с соответствующими молекулами матричной РНК, блокируя их трансляцию. Ключом к успеху применения РНК-интерференции как метода лечения является возможность безопасной и эффективной доставки коротких цепочек РНК, способных связывать и разрушать соответствующие матричные РНК, несущие инструкции из ядра.

Так как метод требует чрезвычайной точности как в получении самой молекулы миРНК, так и в ее доставке в нужную часть клетки, ученые из MGH обратились за помощью к специалистам из Alnylam, являющимся экспертами в области основанной на РНК-интерференции терапии, и к своим коллегам из MIT – доктору наук Роберту Лангеру (Robert Langer) и доктору философии Даниэлю Андерсону (Daniel Anderson), занимающимся разработкой наночастиц для адресной доставки высокотехнологичных препаратов в определенные части клетки. Лангер и Андерсон, оба являющиеся также сотрудниками Института интегративных исследований рака Дэвида Коха (David H. Koch Institute for Integrative Cancer Research) MIT, ранее уже разработали наночастицы для доставки интерферирующих РНК для лечения других заболеваний, включая рак печени и яичников.

Эксперименты на животных моделях нескольких распространенных заболеваний показали, что предварительное применение миРНК сокращает объем повреждения сердечной мышцы при инфаркте миокарда, уменьшает размер атеросклеротических бляшек и лимфом и снижает в них количество воспалительных клеток. В экспериментах по тестированию методов терапии диабета 1 типа миРНК повышают выживаемость пересаженных островков поджелудочной железы.

«Воспалительные моноциты участвуют в развитии практически всех основных заболеваний», – объясняет доктор Нарендорф. «Присутствующие сегодня на фармацевтическом рынке противовоспалительные препараты воздействуют на все воспалительные клетки организма, что приводит к нежелательным побочным эффектам. Наш метод не затрагивает воспалительные клетки, действие которых не основано на рецепторах CCR2. Это имеет большое значение».

Прежде чем эта технология может быть использована для лечения болезней сердца или любых других заболеваний, необходимы дальнейшие, гораздо более широкие исследования. Но, по мнению доктора Андерсона, «такого рода подходы очень перспективны для лечения многих и очень разных заболеваний».

Аннотация к статье

Therapeutic siRNA silencing in inflammatory monocytes in mice