Лечебные РНК научились доставлять в клетки ультразвуком
Графическое отображение эффекта нестационарной кавитации при доставке РНК в клетки кишечника
Американским ученым удалось доставить молекулы РНК в слизистую
оболочку кишечника живых мышей с помощью ультразвука. Результаты работы опубликованы в журнале Gastroenterology.
Доставка РНК в клетки позволяет регулировать их функции, нарушенные
при различных заболеваниях. В зависимости от типа РНК можно запустить
в клетке синтез желаемого белка или повлиять на экспрессию какого-либо
гена. При этом доставить нуклеиновую кислоту в клетку весьма сложно
из-за большого размера молекулы. Работу осложняет и присутствие
ферментов нуклеаз, быстро расщепляющих РНК.
Сотрудники Массачусетского технологического института и Бостонской детской больницы ранее обнаружили,
что проницаемость мембран клеток кишечника для небольших лекарственных
молекул можно повысить с помощью эффекта нестационарной кавитации.
Он заключается в том, что под действием ультразвука с заданными
параметрами в жидкости происходит образование небольших пузырьков,
которые быстро схлопываются и «проталкивают» молекулы внутрь клетки.
Ученые решили выяснить, подходит ли подобный метод для доставки в клетки
макромолекул, в частности РНК.
В эксперименте они использовали мышиную модель синдрома раздраженного
кишечника — тяжелого хронического воспалительного заболевания толстой
кишки. Животным с помощью клизмы вводили раствор малых интерферирующих
РНК (миРНК), которые блокируют трансляцию матричной РНК (мРНК) одного из
важнейших медиаторов воспаления — фактора некроза опухолей альфа
(ФНО-α). Одновременно с этим на раствор действовали полусекундными
импульсами ультразвука с частотами от 20 до 100 килогерц.
В результате этого продукция ФНО-α в слизистой оболочке толстой кишки
снизилась в 7–10 раз, что практически полностью устранило ее
воспаление. Мыши переносили процедуру хорошо, несмотря на острый
воспалительный процесс. Введение миРНК без воздействия ультразвуком
эффекта не производило.
После этого исследователи провели эксперимент с более крупными
молекулами. Они вводили в кишечник мышей мРНК, кодирующую фермент
люциферазу, и ее субстрат D-люциферин. При окислении люциферазой
люциферин испускает видимый свет (это явление носит название
биолюминисценции). Под действием ультразвука мРНК и люциферин проникли
в клетки, которые начали синтезировать люциферазу и светиться.
Интенсивность биолюминисценции слизистой оболочки кишечника при
использовании ультразвука оказалась в 11 раз больше, чем без него.
Получив подобные результаты, ученые создали компанию
Suono Bio для дальнейшей разработки, клинических испытаний
и коммерциализации технологии. В настоящее время они работают над
созданием капсул для приема внутрь, которые содержат и заданную РНК,
и источник ультразвуковых импульсов. Подобное устройство должно избавить
врачей и пациентов от необходимости использования клизм и вводимых
ректально генераторов ультразвука.
Малые интерферирующие РНК относятся к большому семейству некодирующих
РНК, которые не принимают непосредственного участия в синтезе белка
на матрице ДНК, но являются важными регуляторами многих внутриклеточных
процессов и принимают участие в развитии различных заболеваний.
Олег Лищук
Источник: cont.ws/.
Рейтинг публикации:
|
