Переломный момент в нашей борьбе с раком

Новаторская РНК-терапия готова к испытаниям на людях


Когда говорят о редактировании генов, обычно подразумевают процесс изменения последовательности нуклеиновых кислот в молекуле ДНК. Однако есть еще РНК, и вмешательство в ее работу тоже может ощутимо сказаться на нашем здоровье. В том числе положительно. Расскажем о первом в своем роде препарате, основанном на этом принципе.


Рибонуклеиновыми кислотами называют биополимеры, у которых в нуклеотидной последовательности может быть записана генетическая информация. Они есть в цитоплазме любой живой клетки и, как предполагается, при зарождении жизни на Земле появились раньше ДНК и белков. С последними РНК всегда неразрывно связаны, выполняя ключевую роль в их биосинтезе.


Рибонуклеиновые кислоты были открыты в дрожжах в 1889 году немецким врачом Рихардом Альтманом. В XX веке была установлена их химическая структура, а подходы к редактированию разработаны лишь в новом тысячелетии. Ученые открыли фермент аденозиндезаминазу, который способен изменять РНК. Подобная модификация позволяет иммунной системе различать патогенную РНК, чтобы ее ликвидировать. Также этот фермент участвует в процессе созревания нейронов и в целом активен почти во всех клетках тела.


В последние годы с развитием генной терапии и таргетных лекарств, действующих конкретно на причину заболевания, ученые стали исследовать возможность создания РНК-препаратов. Цель у такого лечения та же, что и у ДНК-терапии – изменить структуру или количество белка, который стал причиной развития патологии. Однако процессы устроены по-разному. Главное отличие в том, что редактирование РНК носит временный характер и не исправляет ключевую ошибку в генетическом коде. Поэтому такой препарат придется принимать регулярно, в отличие от разовых лекарств, нацеленных на ДНК.


При этом изменение РНК контролировать проще, чем ДНК, поэтому первая получает все большее распространение. Недавно компания Wave Life Science заявку на проведение клинических испытаний уникальной терапии на основе редактирования рибонуклеиновых кислот. Препарат называется WVE-006 и предназначен для лечения заболеваний печени и легких, связанных с дефицитом альфа-1-антитрипсина. Нехватку этого белка как раз и устраняют с помощью модификации РНК.


Клинические испытания WVE-006 с участием людей должны начаться в этом месяце или в начале следующего года. Его разработчики настроены оптимистично. Их обнадеживает схожесть такой терапии с привычной, когда прием препарата можно без особых последствий прекратить в любой момент или сократить дозировку. Такая обратимость важна и в этическом контексте: временный характер изменений в РНК вызывает у пациентов меньше тревог.


Специалисты считают, что у РНК-редактирования может быть широкий спектр применения. Аналогично тому, как модификация ДНК с помощью системы CRISPR-Cas9 находит приложение не только в медицине, но и в сельском хозяйстве, и в вопросах изменения климата.

Оценка и прогнозирование рака

Эпигенетические маркеры могут помочь в диагностике и прогнозировании рака. Они могут указывать на вероятность возникновения определенного типа рака у пациента, а также на эффективность определенных методов лечения. Это открывает новые возможности для персонализированного лечения и улучшения результатов терапии.

Применение в медицине

Эпигенетика играет ключевую роль в различных областях медицины, таких как онкология, неврология, патология. Понимание эпигенетических механизмов может помочь в разработке новых методов диагностики, прогнозирования и лечения различных заболеваний.

Заключение

Эпигенетика представляет собой захватывающую область исследований, которая может привести к революционным изменениям в медицине. Ее воздействие на наше понимание заболеваний и методы лечения открывает новые горизонты в борьбе с медицинскими проблемами. Поэтому продолжение исследований в этой области крайне важно для развития медицины и улучшения здоровья человечества.

Ссылки

Метилирование генов и рак

Например, метилирование определенных генов может указывать на наличие определенных видов рака. Точно так же изменения уровней некоторых некодирующих РНК (таких как микроРНК) в крови или других жидкостях организма также могут выступать в качестве потенциальных биомаркеров рака. Поскольку эти изменения часто возникают на ранних стадиях развития заболевания, они могут быть ценными инструментами для раннего выявления рака, иногда даже до появления симптомов.

Эпигенетическая терапия

Эпигенетическая терапия включает использование лекарств или других мер для коррекции эпигенетических модификаций, способствующих развитию рака. В отличие от традиционных методов лечения рака, направленных на непосредственное уничтожение раковых клеток, эпигенетическая терапия направлена на перепрограммирование раковых клеток путем реверсии аномальных эпигенетических меток, тем самым восстанавливая нормальный контроль над экспрессией генов.

Одним из привлекательных аспектов воздействия на эпигенетические изменения является то, что, в отличие от генетических изменений, они потенциально обратимы. Это открывает новые возможности для лечения рака, когда неисправные переключатели, способствующие возникновению рака, можно сбросить, что дает надежду на более эффективные методы лечения.

Существующие эпигенетические препараты и методы лечения рака

Несколько эпигенетических препаратов уже одобрены для лечения рака, и многие другие проходят клинические испытания:

Будущее

Тестостерон оказывает свое действие, связываясь с рецепторами андрогенов, которые расположены в различных тканях по всему телу. Затем этот комплекс рецептор-гормон проникает в ядро клетки и связывается со специфическими областями ДНК, называемыми андроген-чувствительными элементами (АРЭ). Это связывание регулирует транскрипцию специфических генов, изменяя выработку белков внутри клетки. Этот процесс известен как геномное действие.

Эффекты тестостерона могут быть прямыми, что означает, что он сам связывается с рецепторами андрогенов, или косвенными, посредством его преобразования в другие гормоны. Например, тестостерон может быть преобразован в дигидротестостерон (ДГТ) ферментом 5-альфа-редуктазой. ДГТ является более сильным андрогеном и играет важную роль в некоторых тканях, таких как предстательная железа и волосяные фолликулы. Кроме того, тестостерон также может быть преобразован в эстрадиол, форму эстрогена, с помощью фермента ароматазы. Этот процесс особенно важен для здоровья костей.

В дополнение к этим геномным действиям тестостерон может также оказывать негеномные действия, которые происходят быстрее и не требуют изменений в транскрипции генов. К ним относятся модуляция клеточных сигнальных путей и ионных каналов, что приводит к немедленным изменениям в функции клеток.

Полезная информация

Генетический код (англ. Genetic code) — совокупность правил, согласно которым в живых клетках последовательность кодонов (генов и мРНК) переводится в последовательность аминокислот (белков). Собственно перевод (трансляцию) осуществляет рибосома, которая соединяет аминокислоты в цепочку согласно инструкции, записанной в кодонах мРНК. Соответствующие аминокислоты доставляются в рибосому молекулами тРНК. Генетический код всех живых организмов Земли един (имеются лишь незначительные вариации), что свидетельствует о наличии общего предка.

Стандартный генетический код

В таблице ниже представлен стандартный генетический код, общий для большинства про- и эукариот.

1-е основание2-е основание3-е основание
UUUU (Phe/F)Фенилаланин
UCU (Ser/S)Серин
UAU (Tyr/Y)Тирозин
UGU (Cys/C)Цистеин
UUUA (Leu/L)Лейцин
UUCG
UAAСтоп (охра)
UGAСтоп (опал)
UAGСтоп (янтарь)
UUGG (Trp/W)Триптофан
CCUU
CCU (Pro/P)Пролин
CCAU (His/H)Гистидин
CCGU (Arg/R)Аргинин
UAUU (Ile/I)Изолейцин
ACU (Thr/T)Треонин
AAAU (Asn/N)Аспарагин
AAGU (Ser/S)Серин
AACA
AAA (Lys/K)Лизин
AGA (Arg/R)
GGUU (Val/V)Валин
GCU (Ala/A)Аланин
GAU (Asp/D)Аспарагиновая кислота
GGU (Gly/G)Глицин
GGUA
GCA
GAA (Glu/E)Глутаминовая кислота
GGA
AGCU, GCC, GCA, GCGLeu/L UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG
RCGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGGLys/K AAA, AAG
DGAU, GAC
FUUU, UUC
CUGU, UGC
QCAA, CAG
EGAA, GAG
GGGU, GGC, GGA, GGG
HCAU, CAC
IAUU, AUC, AUA
KAAA, AAG
LUUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG
MAUG
NAAU, AAC
PCCU, CCC, CCA, CCG
SUCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC
TACU, ACC, ACA, ACG
WUGG
YUAU, UAC
VGUU, GUC, GUA, GUG
* (Старт)AUG
* (Стоп)UAG, UGA, UAA

Альтернативные генетические коды

В разных организмах и вирусах могут существовать альтернативные генетические коды, которые могут отличаться от стандартного.

Схема митохондриального генетического кода Globobulimina pseudospinescens. Показаны 64 кодона (слева направо), предсказанные отклонения от стандартного генетического кода изображены красным. Красной линией показаны стоп-кодоны. Высота буквы, соответствующей аминокислоте, пропорциональна частоте соответствия этой аминокислоты данному кодону

Структура рибозима — молекулы РНК, выполняющей функцию катализа

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *