Троянский конь в опухоли: синтетические клетки будут убивать рак изнутри

Эксперименты на клеточных культурах и первые доклинические испытания нового метода на мышах прошли успешно.
Фото Global Look Press.

Команда из Израильского технологического института Технион объявила о создании нового метода борьбы с раковыми опухолями.

В этой работе объединились возможности синтетической биологии, искусственного создания белков и целевой доставки лекарств. Исследователи успешно вылечили злокачественные образования, используя синтетические клетки-"нанофабрики", которые производят противораковые белки прямо внутри ткани опухоли, то есть становятся своего рода троянскими конями.

Авторы поясняют, что синтетические клетки представляют собой искусственные системы, подобные, а иногда и превосходящие по своим свойствам обычные клетки. Подобно тому как клетки человека могут генерировать различные биологические молекулы, синтетическая клетка (или, как её называют в работе, "клеточноподобная частица") также может продуцировать широкий спектр белков.

Такие системы обладают огромным потенциалом и часто используются в тканевой инженерии для производства искусственных органов.

Разработкой синтетических клеток, которые работают как "нанофабрики по производству белков" занималась команда под руководством Ави Шрёдера (Avi Schroeder) (не так давно он также представил наночастицы, которые заменят стоматологам скальпели).

Для создания синтетических клеток исследователи использовали искусственно созданные везикулы, пустые внутри и окружённые липидными биослоями снаружи. Последние очень похожи на естественные мембраны биологических клеток.

В них интегрировали молекулярные "машины" – синтетические шаблоны ДНК, которые нужны для транскрипции и трансляции (оба эти процесса обеспечивают биосинтез белка).

Когда такая клетка "чувствует", что достигла аномальной ткани в организме, она активируется и начинает производить терапевтические белки, говорят авторы. Такое целевое действие гарантирует, что здоровые ткани не пострадают.

При этом частицам нужно пополнять запасы энергии и материалов для "строительных блоков" молекул. Эти запасы для продолжения деятельности они черпают из окружающей среды, в данном случае прямо из опухолевой ткани.

Первые эксперименты исследователи проводили на культурах клеток: синтетические частицы атаковали рак молочной железы. Затем последовали доклинические исследования нового метода на мышах. В обоих случаях специалисты отмечали устойчивый апоптоз (гибель) клеток опухоли.

Отмечается, что в экспериментах активность частиц отслеживалась при помощи зелёного флуоресцентного белка, который также продуцировали "нанофабрики". Этот белок позволяет наблюдать за клетками в режиме реального времени при помощи флуоресцентного микроскопа.

"Кодируя интегрированный шаблон ДНК, частицы, которые мы разработали, могут продуцировать различные белковые лекарства. Они модульные, то есть они позволяют активировать производство белка в соответствии с условиями окружающей среды", — рассказывает Шрёдер.

По его словам, применение подобных синтетических клеток станет одним из главных направлений персонализированной медицины будущего. С их помощью можно будет контролировать и изменять лечение для каждого конкретного пациента, заключают авторы.

Более подробно об их разработке рассказывается в статье, опубликованной в издании Advanced Healthcare Materials.

Напомним, что союзниками учёных в борьбе с раком также становятся вирусы, ГМ-бактерии и модифицированные иммунные клетки.

Тем временем российские учёные нашли белок, делающий клетки рака более чувствительными к химиотерапии.

Сегодня