Лекарственные препараты на основе РНК-интерференции

Малые интерферирующие РНК образуются путём расщепления двуцепочечного предшественника с последующим разрушением второй цепи и подавляют активность гена, связываясь с мРНК и приводя к её разрушению. Этот процесс называется РНК-интерференцией. Применение РНК-интерференции для блокирования работы генов в терапевтических целях давно рассматривается как новый подход к созданию лекарственных препаратов, ряд таких средств проходят доклинические и клинические испытания. О том, что могут представлять собой такие лекарства и от каких болезней они могут применяться, будет рассказано ниже.

Вне клеток малые интерферирующие РНК подвержены воздействию ферментов тканей и сыворотки и не стабильны. Прямое поступление подобных молекул возможно только в такие органы, с которыми осуществим непосредственный контакт, такие как кожа, глаза, лёгкие, кишечник. Например, для лечения редкого генетического заболевания, поражающего ногти, врождённой пахионихии, разрабатывается вариант для накожного применения в форме крема, а для лечения глаукомы и других заболеваний глаз – в форме глазных капель.

Повысить устойчивость малой интерферирующей РНК позволяет химическая модификация, связывание с гранулами и заключение в наночастицы. Использование модифицированных LNA нуклеотидов значительно повышает устойчивость малой интерфрирующей РНК в сыворотке. Связь фосфора, входящего в каркас РНК защищает её от нуклеаз, но такое соединение может обладать цитотоскическими свойствами. Связь с бором тоже повышает устойчивость, но полученная РНК менее токсична. Интересно, что, в то время как крупные молекулы ДНК могут не вызывать иммунного ответа, малые интерферирующие РНК могут приводить к его запуску. Ряд видов полимерных гранул может применяться для доставки малых интерферирующих РНК, повышая их стабильность и снижая вероятность иммунного ответа. Использование наночастиц с металлической сердцевиной позволит не только доставлять и защищать малую интерферирующую РНК, но и отслеживать её распространение методом магнитного резонанса или управлять её перемещением, используя внешние магниты. Есть и другие способы контролировать доставку препарата к нужной части организма. Например, доставка в печень обеспечивается связыванием с молекулами холестерола. Малые интерферирующие РНК, заключённые в синтетические капсулы, покрытые трансферрином стали первой попыткой сделать доставку интерферирующих РНК рецептор-опосредованной, поскольку на опухолевых клетках активно экспрессируется трансферриновый рецептор.

Различные типы вирусных частиц – аденовирусы, адено-ассоциированные вирусы, ретровирусы и лентивирусы успешно применялись для доставки малых интерферирующих РНК в моделях. Малые интерферирующие РНК использовались для создания препарата, ингибирующего рост полипов в кишечнике при наследственном семейном полипозе. Препарат назначался перорально, в виде генно-модифицированных кишечных палочек, которые обеспечивали его доставку в клетки.

Что и в каких случаях можно блокировать в клетках больного для его лечения? CCR5 рецептор экспрессируется на CD4+ T-клетках и является ко-рецептором для ВИЧ, однако его наличие не принципиально для функционирования этих клеток, и ингибирование его с помощью малых интерферирующих РНК является одним из вариантов терапии при ВИЧ-инфекции. Ингибирование вируса папилломы человека показало хорошие результаты при терапии рака шейки матки в моделях на животных. Инфекция вирусом гепатита Б приводит к раку печени, но путём подавления вируса малой интерферирующей РНК (внутривенно) можно предотвратить его размножение в организме.

Малые интерферирующие РНК можно использовать для лечения рака путём ингибирования ангиогенеза, генов, ответственных за лекарственную резистентность, транскрипционных факторов, продуктов, образующихся в результате транслокаций и отсутствующих в нормальных тканях. Они могут применяться в таргетной терапии злокачественных опухолей, характеризующихся соматическими онкогенными мутациями, например, блокируя только мутантную мРНК, например K-Ras и сохраняя активность нормального гена.

Уже упоминались примеры использования малых интерферирующих РНК для лечения заболеваний кожи и глаз. Рассматривается возможность применения подобных препаратов для облегчения течения астмы и других целей. Некоторые препараты включают малые интерферирующие РНК не к одной, а к нескольким мишеням одновременно. Путь от доклинических испытаний до сертификации непрост и долог, из тысяч препаратов его проходят единицы, поэтому до распространения подобных методов лечения пройдёт ещё определённое время.