Ученые научили фермент CRISPR уничтожать раковые клетки изнутри
Необычный фермент Cas12a2 распознает РНК с определенной мутацией и разрезает ДНК опухолевой клетки на множество фрагментов. Метод может помочь в борьбе с видами рака, которые плохо поддаются существующей терапии.
Источник: Новости науки.
МОСКВА, 27 июля /Новости науки/. Ученые запрограммировали бактериальный фермент Cas12a2 на уничтожение клеток с характерными для рака мутациями. Об этом сообщило издание Nature со ссылкой на две научные работы.
Новый метод позволяет воздействовать на мутации, которые трудно подавить обычными лекарствами. В их число входят изменения в генах TP53 и KRAS, играющие важную роль в развитии многих злокачественных опухолей. Вместо поиска уязвимого участка в мутантном белке Cas12a2 распознает связанную с ним матричную РНК.
«Это молекулярный выключатель, который распознает определенную РНК. По сути, это программируемая химиотерапия», — объяснил соавтор одной из работ, молекулярный биолог Юты Ян Лю.
После встречи с заданной РНК фермент резко меняет свое поведение. Он начинает беспорядочно разрезать хромосомную ДНК, создавая множество двуцепочечных разрывов. Клетка не успевает устранить такие повреждения, прекращает делиться и запускает программу самоуничтожения — апоптоз.
Авторы направили Cas12a2 против клеток с мутациями TP53 и EGFR, а участники — против клеток с мутантным KRAS и вирусом папилломы человека. Метод проверили на культурах человеческих клеток и моделях опухолей у мышей. Клетки, не производившие нужную РНК, в проведенных экспериментах преимущественно оставались невредимыми.
В природе системы CRISPR защищают бактерии от вирусов. Cas12a2 действует особенно необычно: обнаружив чужеродную РНК, он разрушает ДНК зараженной бактерии и тем самым не позволяет вирусу распространиться дальше. Исследователи фактически перенаправили этот механизм самоуничтожения против опухолевых клеток.
Разработку терапии на основе Cas12a2 уже начала германская компания Akribion Therapeutics. Ее специалисты планируют применять фермент против вызванных вирусом папилломы человека опухолей головы и шеи и рассчитывают получить первые результаты клинических испытаний к 2030 году. Пока метод не проверяли на людях, поэтому ученым предстоит оценить его безопасность и разработать надежную систему доставки фермента непосредственно в опухоль.
Новый метод позволяет воздействовать на мутации, которые трудно подавить обычными лекарствами. В их число входят изменения в генах TP53 и KRAS, играющие важную роль в развитии многих злокачественных опухолей. Вместо поиска уязвимого участка в мутантном белке Cas12a2 распознает связанную с ним матричную РНК.
«Это молекулярный выключатель, который распознает определенную РНК. По сути, это программируемая химиотерапия», — объяснил соавтор одной из работ, молекулярный биолог Юты Ян Лю.
После встречи с заданной РНК фермент резко меняет свое поведение. Он начинает беспорядочно разрезать хромосомную ДНК, создавая множество двуцепочечных разрывов. Клетка не успевает устранить такие повреждения, прекращает делиться и запускает программу самоуничтожения — апоптоз.
Авторы направили Cas12a2 против клеток с мутациями TP53 и EGFR, а участники — против клеток с мутантным KRAS и вирусом папилломы человека. Метод проверили на культурах человеческих клеток и моделях опухолей у мышей. Клетки, не производившие нужную РНК, в проведенных экспериментах преимущественно оставались невредимыми.
В природе системы CRISPR защищают бактерии от вирусов. Cas12a2 действует особенно необычно: обнаружив чужеродную РНК, он разрушает ДНК зараженной бактерии и тем самым не позволяет вирусу распространиться дальше. Исследователи фактически перенаправили этот механизм самоуничтожения против опухолевых клеток.
Разработку терапии на основе Cas12a2 уже начала германская компания Akribion Therapeutics. Ее специалисты планируют применять фермент против вызванных вирусом папилломы человека опухолей головы и шеи и рассчитывают получить первые результаты клинических испытаний к 2030 году. Пока метод не проверяли на людях, поэтому ученым предстоит оценить его безопасность и разработать надежную систему доставки фермента непосредственно в опухоль.
