Группа исследователей из Университета ИТМО предложила концепцию нового средства против онкологических заболеваний. Наноробот, созданный из фрагментов ДНК, в теории сможет не только уничтожать раковые клетки, но и одновременно распознавать их по всему организму. Работа ученых опубликована в журнале Chemistry – A European journal.

Создание эффективных препаратов для борьбы с онкологическими заболеваниями, которые бы при этом не вызывали тяжелых побочных эффектов, сейчас является одной из самых важных задач для химиков, фармацевтов и биологов. Большие надежды ученые возлагают на генную терапию, направленную на борьбу с теми мутациями, которые возникают в клетках человека.

«ДНК – это основа клетки, она содержит генетическую информацию, которая нужна, чтобы кодировать белки, жизненно необходимые для существования клетки, – рассказывает соавтор исследования, сотрудница Университета ИТМО Екатерина Гончарова. – Когда клетка становится раковой, у нее происходит сбой в геноме, после чего она начинает синтезировать “плохие” белки – не те, которые нужны нашему организму. В результате клетки начинают бесконтрольно размножаться, этот процесс не остановить – опухолевая масса увеличивается и увеличивается».

Если процесс выработки связанных с болезнью белков прекратить, то раковые клетки не смогут делиться и начнут отмирать. Ферменты ДНК, называющиеся дезоксирибозимами, могут при определенных условиях расщеплять связи в РНК, кодирующих патогенные белки. Это свойство и решили использовать ученые – они создали на основе искусственно синтезированных в лаборатории дезоксирибозимов так называемых нанороботов.

«Наш ДНК-наноробот состоит из двух частей: детекционной и терапевтической, – поясняет Гончарова. – Терапевтическая часть разрезает патогенную РНК: чем больше мы разрезаем ее, тем меньше вырабатывается белка, который несет вред. Вторая часть нашего робота позволяет обнаруживать пораженные клетки – при наличии “неправильной” РНК в клетке наше вещество соединяется с олигонуклеотидом, который искусственно введен в клетку, расщепляет его, при этом происходит флюоресцентное свечение».

Еще одним потенциальным преимуществом предложенного концепта является цена. Создание такого наноробота даже в лабораторных условиях стоит всего примерно 1000 – 1500 рублей.

В настоящий момент проведены эксперименты в химически созданных средах на модельном гене KRAS, который при большинстве онкозаболеваний служит «молекулярным переключателем», активирующим рост клеток. Наноробот смог расщепить, а также обнаружить РНК, ответственную за синтез патогенных белков. Впереди эксперименты на живых клетках и, потенциально, на животных. Одна из важных проблем, которую ученым предстоит решить, состоит в том, как доставить наноробота к пораженным клеткам. Работы над наноконтейнерами для адресной доставки препаратов в настоящее время активно ведутся в различных лабораториях, в том числе на площадке Университета ИТМО.