Ученые Университета ИТМО в Санкт-Петербурге совершили значительный прорыв в разработке инновационных решений для борьбы с онкологическими заболеваниями. Команда исследователей, в состав которой входит Дарья Недорезова, создала уникальные наномашины на основе ДНК, способные точно распознавать измененные гены, характерные для злокачественных клеток, и запускать их саморазрушение. Эта технология открывает новые горизонты для генной терапии и значительно повышает надежность лечения рака, предоставляя надежду на выздоровление тысячам пациентов.
Передовые подходы в борьбе с онкологией
До недавнего времени ведущими направлениями лечения рака оставались классические методы — хирургия, лучевая и химиотерапия. За последнее десятилетие активно развивается и иммунотерапия, а также внедрение наночастиц в качестве таргетных средств доставки лекарств. Однако каждый из этих способов имеет свои ограничения. Особенно остро стоит проблема избирательности: методы должны воздействовать исключительно на опухолевые клетки, не повреждая здоровые ткани. Именно этот вызов вдохновил команду Университета ИТМО на поиск новых решений.
Дарья Недорезова и инновации в генной терапии
Научная группа под руководством Дарьи Недорезовой решила интегрировать возможности генной терапии с технологиями наноконструирования. Результатом стала так называемая наномашина — молекулярный комплекс, собранный из ДНК-нитей и способный определять мутации, характерные для раковых клеток. Отличительной особенностью такой наномашины является способность не только распознавать определенные последовательности в РНК, но и запускать разрушение критически важных для выживания опухоли молекул.
Механизм работы нано-терминаторов
Основной принцип работы наномашины базируется на дезоксирибозимах — ферментах, собранных из двух частей, которые соединяются только в присутствии специфической последовательности нуклеотидов в РНК-мишени. Если внутри клетки обнаруживается РНК с «неправильной» последовательностью, две половины фермента не могут соединиться — и процесс уничтожения не запускается. Таким образом, наномашины действуют с поразительной точностью, уничтожая исключительно мутировавшие клетки, оставляя неповрежденными здоровые ткани.
В рамках исследований были собраны наномашины, способные распознавать мутации в таких ключевых онкогенах, как N-Myc и KRAS — они связаны с развитием нейробластомы, опухолей головного мозга, а также новообразований в легких и кишечнике. При обнаружении мутированных генов наносистема подавляет экспрессию белка DAD-1, который отвечает за «выключение» клеточной самозащиты и способствует запуску апоптоза — процесса запрограммированной гибели раковой клетки.
Первые успехи и технологические нюансы
В лабораторных экспериментах наномашины, разработанные в Университете ИТМО, с высокой точностью распознавали «неправильные» цепи РНК, взаимодействовали с ними и запускали их деградацию. При этом здоровые клетки, не обладающие мутациями в N-Myc и KRAS, оставались невредимыми. Эта избирательность подтверждает потенциальную безопасность технологии и ее применимость для терапии разнообразных видов рака.
Однако на клеточных культурах, взятых у пациентов с опухолями почек и головного мозга, показатели эффективности оказались ниже ожидаемых. Исследователи связывают это со сложностями доставки наномашин внутрь клеток и возможными изменениями в функционировании белка DAD-1. Несмотря на эти трудности, проект получил оптимистичный отклик: ученые уверены, что совершенствование конструкции откроет путь к еще более точному распознаванию онкологических мишеней и надежному уничтожению раковых клеток.
Планы на будущее и перспективы для онкологии
Следующим этапом работы станет глубокий анализ природы возникающих технологических трудностей и поиск способов повышения стабильности наномашин внутри живых клеток. Команда Дарьи Недорезовой уже разрабатывает новые функциональные элементы, которые помогут использовать дополнительные виды РНК-мишеней и усилят избирательность разрушающего действия. Кроме того, планируется интеграция механизмов самонаведения и многоуровневых защит, чтобы предотвратить любые побочные эффекты.
Перспективы внедрения подобных наноинструментов в медицину впечатляют. Высокая специфичность действия, малый размер и гибкость конструкции позволяют рассчитывать на эффективную борьбу с разновидностями рака, устойчивыми к стандартным методам лечения. Генная терапия на основе ДНК-наномашин может открыть новую эру персонализированной медицины, где каждый пациент получит индивидуальное решение, полностью адаптированное к особенностям его заболевания.
Научный вклад и вдохновение для будущих исследований
Результаты работы российских ученых доказывают, что синергия генной инженерии и нанотехнологий открывает уникальные возможности для медицины. Разработка Дарьи Недорезовой и команды Университета ИТМО продвигает нас к мечте о безопасной и эффективной терапии онкологических заболеваний — без боли, страха и тяжелых побочных эффектов.
С каждым новым открытием биохимики приближаются к моменту, когда разрушительные болезни перестанут быть приговором, а инновационные технологии станут надежным союзником в борьбе за здоровье и долголетие. Научное сообщество следит за этими разработками с большим интересом, надеясь уже в скором будущем видеть их применение на практике и новые победы в лечении рака.
Изображение: Фотобанк Freepik
Источник: scientificrussia.ru
