„Supermoc” niedźwiedzi wodnych może być wykorzystana w leczeniu raka

Naukowcy z Harvard Medical School i University of Iowa wykazali, że białko Dsup (hamujące uszkodzenia) u niesporczaków, które chroni DNA przed promieniowaniem, może być transportowane do komórek ludzkich za pośrednictwem mRNA.

Radioterapia niszczy komórki nowotworowe, jednocześnie uszkadzając zdrowe komórki, powodując pęknięcia DNA, śmierć komórek i stan zapalny. W efekcie u pacjentów występują poważne skutki uboczne. Jak twierdzi James Byrne, radioonkolog z University of Iowa, skutki uboczne mogą obejmować owrzodzenia jamy ustnej, znaczną utratę wagi, a nawet ból wymagający hospitalizacji.

Tardigrady znane są ze swojej odporności na ekstremalne warunki. Mogą przetrwać wysokie temperatury, wytrzymać ogromne ciśnienie i nie odnieść obrażeń nawet w przypadku narażenia na promieniowanie o poziomie śmiertelnym dla ludzi. Główną przyczyną jest to, że dzięki białku Dsup mogą chronić swoje DNA przed skutkami promieniowania.

Gdy naukowcy w 2016 roku przetestowali to białko na komórkach ludzkich, odkryli, że zmniejsza ono uszkodzenia DNA wywołane przez promienie rentgenowskie o 40 procent. Jednak bezpośrednie wstrzykiwanie białka nie było praktyczne, ponieważ Dsup musiał dostać się bezpośrednio do jądra komórkowego.

Teraz naukowcy udowodnili, że mogą czasowo wprowadzić Dsup do komórek wykorzystując technologię mRNA. Metodę tę uważa się za znacznie bezpieczniejszą od procedur edycji DNA, ponieważ nie niesie ona ze sobą ryzyka trwałej zmiany materiału genetycznego.

Naukowcy zamknęli wersję mRNA białka Dsup w specjalnych polimerowo-lipidowych nanocząsteczkach i wstrzyknęli je do komórek in vitro. W ten sposób, po zakończeniu przez komórki produkcji białka, mRNA ulegało rozpadowi i zniszczeniu. Co najważniejsze, stworzono mechanizm mający na celu zapewnienie, że białko Dsup chroni wyłącznie zdrowe komórki i nie daje przewagi komórkom nowotworowym.

Eksperymenty przeprowadzono również na myszach. Sześć godzin po wstrzyknięciu myszom mRNA Dsup, poddano je radioterapii. Wyniki były uderzające:

• U myszy poddanych radioterapii jelitowej liczba pęknięć DNA zmniejszyła się o 50%.
• U myszy, którym napromieniowano okolicę ust, wskaźnik ten wyniósł 33%.
• Ochrona Dsup nie miała wpływu na wzrost komórek nowotworowych, co oznacza, że ​​chroniła wyłącznie zdrowe komórki.

Naukowcy zauważają, że technologia ta może nie tylko chronić zdrowe komórki podczas radioterapii, ale może być również stosowana w innych dziedzinach medycyny, na przykład w chemioterapii i leczeniu chorób genetycznych, aby uczynić DNA bardziej odpornym na uszkodzenia.

Ponadto uważa się, że można ją stosować jako metodę ochronną dla astronautów narażonych na promieniowanie kosmiczne lub w sytuacjach, w których istnieje ryzyko promieniowania jądrowego.

Ta fascynująca praca została opublikowana w czasopiśmie Nature Biomedical Engineering i oczekuje się, że utoruje drogę do przeprowadzenia w przyszłości badań klinicznych na większą skalę.