Техниката позволява създаването на нов клас лекарства за терапията на генетични нарушения.
Проф. Матю Дисни. Credit: The Scripps Research Institute
След като вече е известно кои промени в генетичната последователност водят до заболявания, следващата стъпка е да се определи дали технологиите за генно редактиране могат да подобрят и даже да излекуват тези патологични състояния. Усилията са съсредоточени в развитието на новооткритите методи за редактиране на геномната последователност, например системата CRISPR-Cas9.
Специално предложение:
Проф. Матю Дисни (Matthew D. Disney) – изследовател към Scripps Research Institute campus във Флорида, разработва по-различен подход за промяна на гените, базиран на действието на вещества, способни да премахват определени генетични последователности от РНК-молекулата. Методът позволява създаването на ново поколение лекарства, под формата на таблетки, за лечението на генетични заболявания. Тези лекарства ще могат да премахват РНК-молекули или белтъци с неправилна функция, както и да регулират защитните механизми на тялото. Данните от изследването са публикувани в Journal of the American Chemical Society.
„Проучванията отнеха десетилетие и е изключително вълнуващо да наблюдаваме развитието на техниката във времето”, казва Дисни. „Изследванията показаха, че РНК е важна молекула за създаването на разнообразни терапии.”
РНК-молекулите, намиращи се в клетките ни, съхраняват генетичната информация и регулират експресията на гените в ДНК-веригата. РНК-молекулите са непрекъснато в действие. След като изпълнят функцията си, те се разграждат от специфични РНК-ензими – рибонуклеази, действащи като “химични ножици” за срязване.
“Генетичната информация за синтез на белтъци се съдържа в около 2% от човешкия геном. Основната част от гените в ДНК-молекулата (от 70% до 80%) се превръща в РНК-последователности, които са потенциална мишена за разработването на терапии”, казва Дисни. “Досега смятахме, че РНК-молекулите нямат терапевтичен потенциал, поради малките си размери и относителна нестабилност.”
Откритието на Дисни представлява изкуствено създадена химична молекула, която може да се свърже с точно определен РНК-разграждащ ензим. Методът позволява този комплекс да се насочи към прицелна РНК-молекула и да я отстрани. Новооткритата технология е наречена RIBOTAC, съкратено от “рибонуклеазно-насочени химери” (ribonuclease-targeting chimeras).
За да изпробва потенциала на RIBOTAC, Дисни използва рибонуклеаза-L (RNase L) – ензим, участващ в имунния отговор при вирусни инфекции. Рибонуклеаза-L се съдържа в малки количества във всички клетки и има свойството да “срязва” вирусната РНК. В RIBOTAC-комплекса, рибонуклеаза-L е свързана с Таргапримир-96 (Targaprimir-96) – молекула, синтезирана в лабораторията на Дисни през 2016 година. Таргапримир-96 може да се свърже към определена микро-РНК – miRNA-96, известна с ролята си за активиране на деленето на раковите клетки при един вид трудно лечим рак на гърдата.
“Насочихме RIBOTAC-комплекса специфично към раковите клетки с повишено количество на miRNA-96. Отстраняването на miRNA-96 активира гена FOXO1. Този процес задейства апоптозата (програмирана клетъчна смърт) в раковите клетки”, казва Матю Косталес (Matthew G. Costales) – изследовател от екипа на Дисни. “Създадохме нов подход за противоракова терапия с помощта на РНК-разграждащи ензими за отключване на защитните механизми на тялото ни. RIBOTAC-технологията може да се прилага в лечението не само на ракови, но и на геномни заболявания. Вярвам, че това е само една малка част от възможностите на този метод”, добавя Дисни.
Изследователите са разработвали с години Inforna TM – компютърна програма, създаваща молекулите на RIBOTAC, които да се свързват специфично и стабилно за прицелните РНК-последователности. С помощта на този софтуер е направен моделът на Таргапримир-96, както и на други подобни вещества, някои от които вече са в процес на клинични проучвания.
“Известно е, че РНК-молекулите са главните участници в развитието на почти всички заболявания. Затова предвиждаме широко приложение на новия метод за насочване на защитните механизми на тялото към отстраняване на РНК-молекулите, отговорни за отключването на болестни състояния”, казва Дисни. “Основната ни цел е създаването на терапии за генетичните заболявания и някои видове рак, които са все още нелечими. Нямам търпение да разбера докъде ще ни отведе тази нова технология.”
Научният екип на Дисни работи съвместно с изследователите Yasumasa Matsumoto и Sai Pradeep Velagapudi към Scripps Research Institute. Финансирането по проекта е предоставено от Scheller Graduate Student Fellowship и National Institutes of Health (grant 5RO1GM097455).
Превод: Гинка Николова
Източник: Science Daily
