Исследователи из Тель-Авивского университета (TAU) продемонстрировали, что система CRISPR / Cas9 очень эффективна при лечении метастатического рака, что является значительным шагом на пути к поиску лекарства от рака. Исследователи разработали новую систему доставки на основе липидных наночастиц, которая специально нацелена на раковые клетки и уничтожает их с помощью генетических манипуляций. Система, называемая CRISPR-LNPs, несет генетический мессенджер (мессенджер РНК), который кодирует фермент CRISPR Cas9, который действует как молекулярные ножницы, разрезающие ДНК клеток.
Революционная работа велась в лаборатории проф. Дэн Пир, вице-президент по R&D и руководитель лаборатории точной наномедицины в Школе биомедицины и онкологических исследований им. Шмуниса при ТАУ. Исследование было проведено доктором. Даниэль Розенблюм вместе с Ph.D. студентка Анна Гуткина и коллеги по проф. Лаборатория Пера в сотрудничестве с доктором. Динора Фридманн-Морвински из школы нейробиологии, биохимии & Биофизика в ТАУ; Доктор. Цви Р. Коэн, директор отделения нейрохирургической онкологии и заместитель председателя отделения нейрохирургии Медицинского центра Шиба; Доктор. Марк А. Бельке, главный научный сотрудник IDT Inc. и его команда; и проф. Джуди Либерман из Бостонской детской больницы и Гарвардской медицинской школы.
Результаты новаторского исследования, финансируемого ICRF (Израильский фонд исследования рака), были опубликованы в ноябре 2020 года в журнале Science Advances.
"Это первое в мире исследование, доказывающее, что систему редактирования генома CRISPR можно использовать для эффективного лечения рака у живого животного," сказал проф. Вглядеться. "Следует подчеркнуть, что это не химиотерапия. Нет побочных эффектов, и раковые клетки, обработанные таким образом, никогда не станут снова активными. Молекулярные ножницы Cas9 разрезают ДНК раковой клетки, тем самым нейтрализуя ее и навсегда предотвращая репликацию."
Чтобы изучить возможность использования этой технологии для лечения рака, проф. Пер и его команда выбрали два самых смертоносных рака: глиобластому и метастатический рак яичников. Глиобластома – наиболее агрессивный тип рака головного мозга, продолжительность жизни которого составляет 15 месяцев после постановки диагноза, а пятилетняя выживаемость составляет всего 3%. Исследователи продемонстрировали, что однократное лечение CRISPR-LNP удвоило среднюю продолжительность жизни мышей с опухолями глиобластомы, повысив их общую выживаемость примерно на 30%.
Рак яичников – основная причина смерти женщин и самый смертельный рак женской репродуктивной системы. У большинства пациентов диагностируется запущенная стадия заболевания, когда метастазы уже распространились по организму. Несмотря на прогресс, достигнутый в последние годы, только треть пациентов выживает после этого заболевания. Лечение CRISPR-LNP на модели мышей с метастатическим раком яичников увеличило их общую выживаемость на 80%.
"Технология редактирования генома CRISPR, способная идентифицировать и изменять любой генетический сегмент, произвела революцию в нашей способности разрушать, восстанавливать или даже заменять гены индивидуальным образом," сказал проф. Вглядеться. "Несмотря на широкое использование в исследованиях, клиническая реализация все еще находится в зачаточном состоянии, поскольку для безопасной и точной доставки CRISPR к его клеткам-мишеням необходима эффективная система доставки. Разработанная нами система доставки нацелена на ДНК, ответственную за выживание раковых клеток. Это инновационный метод лечения агрессивных форм рака, эффективных методов лечения на сегодняшний день не существует."
Исследователи отмечают, что, продемонстрировав свой потенциал в лечении двух агрессивных видов рака, технология открывает множество новых возможностей для лечения других типов рака, а также редких генетических заболеваний и хронических вирусных заболеваний, таких как СПИД.
"Теперь мы собираемся перейти к экспериментам с раком крови, который очень интересен с генетической точки зрения, а также с генетическими заболеваниями, такими как мышечная дистрофия Дюшенна," говорит проф. Вглядеться. "Вероятно, пройдет какое-то время, прежде чем новое лечение можно будет использовать у людей, но мы настроены оптимистично. Целая сцена молекулярных лекарств, использующих РНК-мессенджер (генетические мессенджеры), процветает – фактически, большинство вакцин против COVID-19, разрабатываемых в настоящее время, основаны на этом принципе. Когда мы впервые заговорили о лечении с помощью мРНК двенадцать лет назад, люди думали, что это научная фантастика. Я верю, что в ближайшем будущем мы увидим множество индивидуализированных методов лечения, основанных на генетических мессенджерах, как для рака, так и для генетических заболеваний. Через Ramot, компанию по передаче технологий TAU, мы уже ведем переговоры с международными корпорациями и фондами, стремясь донести преимущества генетического редактирования до пациентов-людей."