Выключение мутировавшего гена KRAS — новый подход к лечению рака
Найдена новая мишень для антираковой терапии, 8 августа сообщается в короткой статье, опубликованной в журнале «Scientific Reports».
Южнокорейский ученые Wookjae Lee, Joon Ho Lee, Soyeong Jun, Ji Hyun Lee, Duhee Bang исследовали протонкогенный белок KRAS, мутации которого часто встречаются при раке поджелудочной железы, раке легких, раке толстой кишки и некоторых видах лейкемии.
Существенно, что в случае мутаций в гене KRAS становятся неэффективными многие препараты, например такие, как созданные на основе моноклональных антител панитумумаб и цетуксимаб, применяемые при лечении некоторых карцином. Ученые остановились на одной из наиболее часто встречающихся в этом белке мутаций, когда двенадцатая аминокислота глицин заменяется на валин или аспарагиновую кислоту.
Для разрушения мутировавшей хромосомной ДНК была использована система CRISPR-Cas9 c одноцепочечной искусственно синтезированной РНК, которая «наводила» белок CRISPR с пришитой к нему рестриктазой Cas9 на мутировавший ген, где рестриктаза производила двухцепочечный разрез ДНК. Было показано, что клетки, в которые трансфецирована эта конструкция, теряют свой пролиферативный потенциал. Клетки, не несущие данную мутацию, страдают намного меньше. Отметим, что эксперимент проводился на линиях человеческих раковых клеток. Для проверки их способности вызывать рак они подсаживались бестимусным «голым» мышам.
Напомним, что система CRISPR (от англ. clustered regularly interspaced short palindromic repeats — короткие палиндромные повторы, регулярно расположенные группами) относится к самым, на данный момент, удобным системам для геномного редактирования. Она создана на основе бактериальной системы внутриклеточного иммунитета, которая заключается в том, что если бактерия была заражена чужеродной ДНК и выжила, то она может вставить кусочки чужеродной ДНК в специально размеченное палиндромными повторами место в своем геноме. Потом с этого места транскрибируется РНК, с которой связывается белок Cas. РНК, комплиментарная чужеродной ДНК, «ищет» эту чужеродную комплиментарную ей последовательность, после чего связывается с ней, давая возможность белку Cas дезактивировать ее. В используемой молекулярными биологами системе для белка Cas синтезируют специально сконструированную РНК, которая находит в геноме нужную ученым последовательность.
Данная статья ценна идеей поиска средств выключить мутантный ген. Действительно, система CRISPR-Cas9 дает исследователям простую и дешевую возможность внести дополнительные, «летальные» мутации в уже мутировавший ген. Это прекрасно подходит для исследовательской работы. Но, имея в виду медицинское применение, следует учитывать, что в этом случае необходимо ввести конструкцию, кодирующую CRISPR-Cas9 во все опухолевые клетки. При этом всегда остается вероятность «случайного» срабатывания системы и внесения не предусмотренных лечением патогенных мутации в организм пациента. Более вероятным представляется разработка лекарств на основе соединений, являющимися искусственными аналогами нуклеиновых кислот — так называемые пептидные нуклеиновые кислоты (англ. Peptide nucleic acid — PNA), закрытые нуклеиновые кислоты (англ. locked nucleic acid, LNA) и т.п. С помощью таких соединений можно добиться разрушения мутантной информационной РНК гена KRAS или, что пока несколько труднее, вызвать летальные мутации в мутантном гене KRAS.
