Биологами из Кореи были созданы наночастицы из оксидов железа и цинка, включающие в себя систему самоуничтожения в некоторых клетках тела, что может позволить использовать похожие методы с целью уничтожения различных раковых опухолей. Данная статья была опубликована в журнале Nature Materials.
В организмах человека и разных животных большинство раковых опухолей происходит именно из-за сбоя в гене p53. Данный участок ДНК должен отвечать за синтез особого белка, который должен следить за цельностью генетической информации, которая находится в ядре клетки, а также включает в себя механизм самоуничтожения, при серьезных поломках - апоптоз.
Белок р53 получил распространение как опухолевый супрессор. Культуры клеток с геном р53, который поврежден, довольно сложно уничтожить при помощи биологических методов, так как программа самоуничтожения в их гене отсутствует.
Ген р53 - это центральный компонент системы, который обеспечивает удаление патологических клеток из организма человека. Множество сигнальных путей следят за состоянием клетки и если возникает повреждение или сбой, который угрожает приобретением наследственных изменений, вызывают активацию белка р53, который в одном случае координирует процесс репарации, либо индуцирует самоуничтожение клетки .
В Корее, в городе Сеул, небольшая группа ученых - биологов под руководством ученого Чинву Чхона из университета Йонсей, смогла обойти «неуязвимость» раковых клеток к апоптозу с помощью наночастиц из оксидов цинка и железа и присоединенных к ним молекул антител.
По рассказам ученых, раковые клетки довольно часто могут сохранять на поверхности рецепторы смерти. Такие рецепторы могут соединяться с особыми белковыми антителами семейства TRAIL, и при достаточно высокой концентрации антител они могут включать механизм самоуничтожения клетки, который независим от белка-стража p53. Антитела TRAIL достаточно быстро разрушаются во внеклеточной среде, именно это делает их применение в медицине, а так же в медицинских целях практически невозможным.
Чхон с его коллегами убрали данный недостаток, они присоединили молекулы антитела DR4 к наночастицам из оксидов цинка и железа. Подобные наночастицы имеют достаточно высокую чувствительность к магнитному полю, это самое позволяет перемещаться им по сосудам в крови с помощью электромагнитов.
Как сообщают эксперты журнала «Биржевой Лидер», ученые взяли несколько наночастиц и попробовали устранить половину раковых клеток, которые были извлечены из кишечника человека. Так как магнитное поле отсутствовало, концентрация антител к DR4, была совсем низкой для того чтобы произошла инициация самоуничтожения клеток. Когда появлялся магнит, частицы начинали скапливаться в точке культуры, на которую он направлялся, затем они соединялись на поверхности раковых клеток с рецепторами. Спустя некоторое время значительная часть культуры в данной точке была самоуничтожена. После того как Чхон со своими коллегами убедился в том что их изобретение более менее эффективно, решил проверить его работу на живых организмах. Сначала они вырастили несколько зародышей рыб зебр (Danio rerio), после ввели в их тело несколько наночастиц и ждали появления мальков. ученые разделили популяции на две небольших группы, первая - находилась в месте сильнейшего магнитного поля, вторая - жила в обыкновенном аквариуме.
По истечению четырех часов, после того как был начат эксперимент, хвосты рыб зебр, которые были в первой группе, стали заворачиваться вверх. По мнению ученых, такая деформация случилась из-за областей апоптоза в тканях хвоста. Остальные части рыб этим процессом затронуты не были, именно это дало подтверждение способности наночастиц к запуску программы самоуничтожения в некоторых частях тела позвоночных животных.
По предположению Чхона и его коллег, похожие наночастицы, а также белки семейства TRAIL, которые специально подобраны, в скором времени могут использоваться для борьбы с раковыми заболеваниями. Но эти препараты должны пройти проверку, пройти все тесты, как лабораторные, так и клинические, на изучение которых придется потратить несколько лет.
