В России расшифровали структуру ДНК-молекулы для точечной доставки лекарств к опухолям мозга

Российские исследователи с использованием экспериментальной инфраструктуры Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» смогли установить пространственную организацию ДНК-аптамера, предназначенного для распознавания злокачественных клеток головного мозга и адресной доставки к ним лекарственных средств. О результатах работы сообщила пресс-служба Курчатовского института.



Аптамеры представляют собой короткие одноцепочечные фрагменты ДНК, состоящие, как правило, из нескольких десятков нуклеотидов. Благодаря своей структуре они способны избирательно связываться с определёнными молекулярными мишенями. По функционалу такие соединения напоминают антитела, однако их получение обходится значительно дешевле и не требует сложных биотехнологических процессов. Эти свойства делают аптамеры перспективным инструментом для создания препаратов с точечным воздействием, минимизирующим вред для здоровых тканей. При этом ключевым условием их медицинского применения остаётся точное понимание пространственного строения и механизма взаимодействия с клетками-мишенями.

Исследование проводилось при участии специалистов Института физики имени Л. В. Киренского СО РАН, Красноярского научного центра Сибирского отделения РАН и Красноярского государственного медицинского университета. Эксперименты были выполнены на станции малоуглового рассеяния Курчатовского источника синхротронного излучения «КИСИ-Курчатов», функционирующей с 2018 года.

В центре внимания учёных оказались ДНК-аптамеры, способные связываться с клетками глиобластомы — одной из наиболее агрессивных форм опухолей головного мозга. Применение метода малоуглового рентгеновского рассеяния позволило получить трёхмерную модель распределения электронной плотности молекулы. На её основе специалисты провели детальное компьютерное моделирование, восстановив пространственную конфигурацию аптамера.

Как пояснил инженер-исследователь Курчатовского комплекса синхротронно-нейтронных исследований Георгий Петерс, использование синхротронного излучения даёт возможность визуализировать форму и внутреннее строение ДНК-аптамеров с высокой точностью. При соблюдении условий однородности образцов этот подход может применяться и для изучения других малых молекул, перспективных для адресной доставки лекарств.

В результате работы была определена структура аптамера, который может применяться в нейрохирургии, в частности для точной визуализации опухолевых клеток глиобластомы во время оперативных вмешательств. В перспективе аналогичные технологии планируется адаптировать для разработки аптамеров, нацеленных на другие виды онкологических заболеваний. Полученные данные создают основу для появления новых медицинских препаратов с высокой избирательностью действия и сниженным риском побочных эффектов.

Читайте также: