Исследователи предложили инновационный метод защиты здоровых тканей от повреждений во время лучевой терапии, используя уникальный белок микроскопических тихоходок — одних из самых выносливых существ на планете. Эти микроскопические беспозвоночные способны выживать в экстремальных условиях, включая высокие дозы радиации, благодаря белку Dsup (Damage suppressor), который защищает их ДНК от повреждений. Ученые из Массачусетского технологического института (MIT), больницы Brigham and Women’s Hospital и Университета Айовы адаптировали этот механизм для защиты здоровых клеток пациентов, проходящих лучевую терапию.
Лучевая терапия — один из основных методов лечения онкологических заболеваний, но она часто сопровождается повреждением здоровых тканей, что приводит к серьезным побочным эффектам, таким как воспаление, фиброз и даже вторичные опухоли. Радиация вызывает разрывы в цепочках ДНК, что может привести к гибели клеток или их мутациям. Чтобы минимизировать эти риски, исследователи разработали метод доставки в здоровые клетки мРНК, кодирующей белок Dsup. Этот белок связывается с ДНК и создает защитный барьер, предотвращая повреждения от ионизирующего излучения.
Для доставки мРНК в клетки ученые использовали полимерно-липидные наночастицы, которые были оптимизированы для разных типов тканей. Эксперименты на мышах с раковыми опухолями показали, что локальная инъекция таких частиц снижает количество разрывов ДНК в здоровых тканях на 50% при дозах радиации, сравнимых с теми, что применяются в клинической практике. При этом защитный эффект ограничивался только местом инъекции, что исключает риск защиты раковых клеток от облучения.
Важно отметить, что использование мРНК не приводит к изменениям в геноме клетки. Эти молекулы временно активируют производство белка Dsup, а через несколько часов полностью разрушаются, что делает метод безопасным с точки зрения генетических изменений. Однако перед клиническим применением ученым предстоит решить проблему возможного иммунного ответа на чужеродный белок. Для этого потребуется модифицировать Dsup, чтобы минимизировать риск отторжения организмом пациента.
Помимо лучевой терапии, исследователи предлагают адаптировать этот метод для защиты пациентов от повреждений ДНК, вызванных химиотерапией. Химиотерапевтические препараты, такие как цисплатин и доксорубицин, также вызывают разрывы в ДНК, что приводит к токсическому воздействию на здоровые ткани. Использование белка Dsup может стать перспективным подходом для снижения побочных эффектов химиотерапии.
Кроме того, технология может найти применение в космической медицине. Космическая радиация — одна из главных угроз для здоровья астронавтов во время длительных миссий, таких как полеты на Марс. Защита ДНК с помощью белка Dsup может стать ключевым элементом в обеспечении безопасности космических путешествий.
Этот метод также открывает новые горизонты для исследований в области радиобиологии. Понимание механизмов, которые позволяют тихоходкам выживать в экстремальных условиях, может привести к разработке новых стратегий защиты от радиации, не только для медицинских целей, но и для других областей, таких как ядерная энергетика и ликвидация последствий радиационных аварий.
В целом, использование белка Dsup представляет собой многообещающий подход к снижению побочных эффектов лучевой терапии и других видов лечения, связанных с повреждением ДНК. Ученые уверены, что дальнейшие исследования и клинические испытания позволят внедрить эту технологию в медицинскую практику, значительно улучшив качество жизни пациентов и расширив возможности лечения онкологических заболеваний.
Источник