Наночастицы золота могут улучшить противораковые антисмысловые препараты
Антисмысловые препараты, которые блокируют производство вредных белков (например, вызывающих рак), могут быть эффективнее обычных лекарств. Однако их разработка идёт медленно.
Учёные из Северо-Западного университета представили новый метод создания таких препаратов с использованием наночастиц золота и ДНК. Результаты превосходят эффективность коммерческих антисмысловых агентов. Исследование опубликовано 19 мая в журнале Science.
Основная проблема — доставка антисмысловой ДНК в клетки организма без её разрушения. Команда показала, что прикрепление множества цепей антисмысловой ДНК к поверхности наночастицы золота (образуя «антисмысловую наночастицу») значительно повышает стабильность ДНК и её способность связываться с целевой матричной РНК (мРНК) по сравнению со свободной ДНК.
По сравнению с антисмысловой ДНК, доставляемой коммерческими агентами (Lipofectamine, Cytofectin), наночастицы золота с ДНК показали:
- Более эффективное подавление гена (снижение экспрессии и производства белка).
- Меньшую подверженность деградации и больший срок жизни.
- Меньшую токсичность.
- Лучшее поглощение клетками (более 99%).
«Когда мутации в генетическом материале вызывают избыточное производство определённых белков, возникает рак и другие болезни, — пояснил руководитель исследования Чад А. Миркин. — Обычные лекарства нацелены на белки, но генная терапия позволяет воздействовать на сам генетический материал до того, как он произведёт вредные белки. Один из способов — блокировать матричную РНК с помощью "антисмысловой ДНК"».
Попав в клетку, такие наночастицы действуют как «губки» для мРНК: связываются с ней и предотвращают синтез белка.
В эксперименте учёные нацелились на мРНК, кодирующую усиленный зелёный флуоресцентный белок (EGFP) в клетках мыши. Антисмысловая последовательность ДНК на наночастицах была комплементарна этой мРНК. При введении наночастиц свечение клеток ослабевало — результат связывания наночастиц с мРНК и подавления экспрессии белка (флуоресценции).
«В будущем этот новый класс антисмысловых материалов может быть использован для лечения рака и других заболеваний с генетической основой», — отметил Миркин.
Помимо Миркина, авторами статьи в Science являются Натаниэль Л. Рози (со-первый автор), Дэвид А. Гилджоханн (со-первый автор), К. Шад Такстон, Абигейл К. Р. Литтон-Джин и Мин Су Хан — все из Северо-Западного университета.