Новости химической науки > Синтетические нанозимы борются с гепатитом C

Исследователи из Университета Флориды обнаружили, что искусственный комплекс наночастиц, получивший название «нанозим» (nanozyme), может оказаться полезным для лечения вирусных инфекций, отключая их генетический материал [1].

Этот новый подход может оказаться весьма значительным шагом в разработке принципов функциональной генетики, а также сможет увеличить эффективность существующих методов блокировки определенных белков, отвечающих за развитие таких заболеваний, как вирусные инфекции или онкологические заболевания.

С помощью экспериментов на клеточных культурах и лабораторных мышах исследователи продемонстрировали, что специально спроектированный и синтезированный нанозим, предназначенный для угнетения размножения вируса гепатита С может эффективно разрывать РНК вируса гепатита С в специфических позициях, моделируя работу клеточных белковых комплексов RISC (RNA-induced silencing complexes). Нанозим отличается высокой эффективностью – исследователи наблюдали 99% понижение концентрации вирусов гепатита С в организме мышей, которым вводился нанозим.

Нанозим может быть запрограммирован на расщепление РНК вируса. (Рисунок из Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2012, DOI: 10.1073/pnas.1207766109)

Как и ДНК молекула РНК весьма важна для живых систем. Нуклеотидные последовательности РНК могут кодировать генетическую информацию, они отвечают за процессы экспрессии и коммуникацию между органоидами клетки, а также отдельными клетками. Не менее важно и то, что многие вирусы, в том числе и вирус гепатита С используют РНК в качестве первичного генетического материала. Комплексы RISC представляют собой мультибелковые комплексы, в состав которых входит один из белков семейства Argonaute и малые интерферирующие РНК. Комплекс RISC связывается с РНК-мишенью, что приводит либо к репрессии ее трансляции в случае неполной комплементарности, либо к расщеплению её последовательности приблизительно в середине участка спаривания в случае полной или почти полной комплементарности.

Эндрю Файр (Andrew Fire) и Крег Мелло (Craig Mello) в 2006 году разделили Нобелевскую премию по медицине и физиологии за цикл работ, посвященных интерференции РНК – исследователи первыми предположили, что в основе процесса интерференции лежит процесс катализа или амплификации [2]. С тех пор использование интерференции РНК для контроля экспрессии генов превратилось в фундаментальное орудие для изучения функций генов и биохимических процессов, протекающих в клетках и организмах.

Интерференция РНК с помощью наночастиц представляет собой подход, который, может оказаться более эффективным по сравнению с уже существующими методиками. Руководитель исследования, И Чарльз Као (Y Charles Cao) отмечает, что нанозим стабильнее терапевтических агентов, применяющихся в других случаях, а также он может легко проникать в клетку и связываться с молекулярной мишенью.

Источники: [1] Natl. Acad. Sci. USA, 2012, DOI: 10.1073/pnas.1207766109; [2] Nature, 1998, 391, 806 (DOI: 10.1038/35888)

метки статьи: #биохимия, #медицинская химия, #нанотехнологии