0:11
Рак никого не оставляет в стороне, особенно те его виды, которые склонны к рецидивам, инвазивные и устойчивые к препаратам, те, что не поддаются терапии, даже если на борьбу с ними бросают лучшие лекарства. Молекулярная инженерия работает на микроуровне и может стать мощным оружием в борьбе с самыми агрессивными формами рака.

0:38
Рак — очень умная болезнь. Существуют формы рака, с которыми мы, к счастью, справляемся относительно хорошо, используя известные и зарекомендовавшие себя препараты. Но некоторые формы рака не реагируют на такое лечение. Опухоль не исчезает или возникает вновь, даже если на неё наступают по всем фронтам.

1:01
Об этих агрессивных формах рака можно думать как о суперзлодеях из комиксов. Они умны, легко адаптируются и очень живучи. Как часто бывает в наши дни, своей суперсилой они обязаны генетической мутации. Модифицированные гены в клетках опухоли бывают запрограмированны на новые, ранее не виданные способы выживания, что позволяет раку пережить любые курсы химиотерапии.

1:37
Например, гены позволяют клетке, когда она попадает в поле действия препарата, вытолкнуть его, прежде чем он возымеет действие. Представьте, клетка успешно «выплёвывает» лекарство. И это только один из возможных генетических трюков, припасённых суперзлодеем раком. И всё из-за мутировавших генов.

2:03
Итак, есть суперзлодей с невероятной суперсилой. А нам нужно новое мощное оружие против него. На самом деле можно отключить этот ген. Секрет в наборе молекул, известных как миРНК: миРНК — это короткие цепочки генетического кода, помогающие клетке заблокировать определённый ген. Каждая молекула миРНК отвечает за «отключение» конкретного гена внутри клетки. Многие годы с момента этого открытия учёные питали надежду использовать блокировку генов в медицине.

2:42
Однако есть проблема: миРНК работает внутри клетки, но под воздействием энзимов, находящихся в кровотоке или тканях тела, миРНК распадается за секунды. Её нужно защитить в путешествии по организму, пока она не доберётся до цели, не попадёт в раковую клетку.

3:02
Вот наша стратегия: сначала мы накачаем раковую клетку миРНК, блокатором генов, и отключим гены выживания, а затем ударим по ней химиотерапией. Но как это провернуть? Используя молекулярную инженерию, мы можем разработать супероружие, способное передвигаться по кровотоку. Оно должно быть крошечным, чтобы пройти по сосудам, проникнуть в опухоль и внутрь раковой клетки. Чтобы справиться с этим заданием, супероружие должно быть в сто раз меньше человеческого волоса.

3:43
Давайте разберём, как можно построить такую наночастицу. Начнём с ядра наночастицы — это крошечная капсула, содержащая химиопрепарат, отраву, убивающую клетки опухоли. Вокруг ядра мы обернём очень тонкий, не толще нанометра, слой миРНК. Это наш блокатор генов. Поскольку миРНК имеет сильный отрицательный заряд, её можно уберечь с помощью защитного слоя положительно заряженного полимера. Две противоположно заряженные молекулы притягиваются друг к другу, что создаёт защитный слой и позволяет миРНК без потерь пройти по кровотоку. Почти готово.

4:31
Но приходится решить ещё одну большую проблему. Возможно, самую большую проблему. Как это супероружие запустить? Любое продвинутое вооружение должно быть направленным. Это супероружие нужно нацелить на суперзлодейские клетки в опухоли.

cancer

4:49
Однако наши тела имеют естественную иммунную защиту: лейкоциты находятся в крови, вычисляют чужаков, чтобы их уничтожить или устранить. Так вот, наша наночастица считается чужаком. Её нужно провести мимо защитной системы опухоли и мимо защитной системы организма под прикрытием.

5:16
Добавляем наночастице ещё один отрицательно заряженный слой. Он служит двум целям. Во-первых, этот внешний слой состоит из имеющих естественный заряд сильно гидрированных полисахаридов, существующих в теле человека. Вокруг наночастицы образуется облако из молекул воды, играющих роль мантии-невидимки. В такой мантии наночастица может путешествовать по кровотоку столько, сколько нужно, чтобы добраться до опухоли и не быть уничтоженной организмом.

5:51
Во-вторых, в этом слое есть молекулы, связывающиеся исключительно с клетками опухоли. Как только они встречаются, раковая клетка поглощает наночастицу, и та, оказавшись внутри раковой клетки, готова атаковать.

6:10
У меня тоже такой настрой. Давай!

6:19
Первой начинает атаку миРНК. Она действует несколько часов, этого достаточно, чтобы заблокировать гены выживания. Итак, генетическую суперсилу мы отключили. Осталась раковая клетка, не имеющая специальной защиты. Затем из ядра наночастицы поступает химиопрепарат и разрушает раковую клетку чётко и эффективно. Если блокаторов генов достаточно, можно справиться со многими различными видами мутаций, что даст шанс начисто и безвовзвратно избавиться от опухолей.

6:55
Как же работает наша стратегия? Мы опробовали эти наночастицы на животных с очень агрессивной формой трижды негативного рака груди. При таком виде рака наблюдается ген, мгновенно выталкивающий химиопрепарат из раковой клетки.

7:14
Обычно первым против рака груди бросают доксорубицин, или коротко докс. Сначала животные получали только докс. У опухолей снизились темпы роста, но росли они всё равно быстро, за две недели увеличиваясь вдвое.

7:36
Затем было использовано супероружие: наночастица с комбинацией миРНК, химии и доксом в ядре. В результате опухоли не только перестали расти, но и уменьшились в размере, а в некоторых случаях даже исчезли. Опухоли действительно отступали.

8:08
Этот подход особенно хорош тем, что может быть персонализирован. Можно добавлять множество разных слоёв миРНК, направленных против конкретных мутаций и раковых защитных механизмов. В ядро наночастицы можно поместить различные лекарства. Врачи повышают уровень диагностики, учатся понимать определённые генетические типы опухолей; так мы узнаём, каким пациентам будет полезна наша стратегия и какие блокаторы генов использовать.

8:37
Рак яичников особенно задевает меня за живое. Это очень агрессивный вид рака, к тому же его обнаруживают только на поздних стадиях, когда он уже сильно развит и приобрёл ряд генетических мутаций. После первого курса химиотерапии этот рак возвращается у 75% пациентов. Обычно новая форма устойчива к лекарствам. Развитый рак яичников — один из худших суперзлодеев. Сейчас мы ставим целью уничтожить его своим супероружием.

9:10
Как исследователь я обычно не работаю с пациентами. Однако недавно я встретила Мими, пережившую рак яичника, и её дочь Пейдж. Меня по-настоящему вдохновили оптимизм и сила матери и дочери, а также их история смелости и поддержки. На том мероприятии мы говорили о разных технологиях, направленных против рака. Мими не сдержала слёз, когда объясняла, что знание об этих разработках даёт ей надежду на лучшее будущее, в том числе для её дочери. Меня это тронуло. Дело не только в создании элегантной научной теории. Важно, что мы меняем жизни людей, осознаём возможности молекулярной инженерии.

10:02
Знаю, что такие студенты, как Пейдж, профессионально развиваясь, откроют новые возможности решения крупнейших медицинских проблем современности, включая рак яичников, неврологические расстройства, инфекционные заболевания, так же, как химическая инженерия дала мне шанс достигать целей на уровне молекул и исцелять всего человека.

10:30
Спасибо.

Читайте на Зожнике: 

Онколог Илья Фоминцев: «Люди, которые заболеют раком через 10 лет, смогут его не бояться»

+7% риск рака и другие последствия ежедневного просмотра телевизора

Смартфоны смогут диагностировать рак и папилломавирус

Профилактика рака шейки матки

Профессор Антон Бернс: рак может быть вызван перееданием и курением