Jak „umlčet“ špatný gen. Čeští odborníci rozvíjejí možnosti využití RNA v genové terapii

Škodlivost látek pro přepravu nukleových kyselin patří k hlavním překážkám pro rozšíření genové terapie. O pokrokové studii informoval tento týden Ústav organické chemie a biochemie (ÚOCHB) Akademie věd ČR v tiskové zprávě.

Badatelský tým Dr. Petra Cíglera pracoval s předpokladem, že toxicitu způsobuje příliš velké zahuštění kladných nábojů podél řetězce přepravních polymerů, které vážou nukleové kyseliny. Vědci proto systematicky kladný náboj ředili nenabitými monomery (nízkomolekulární sloučenina schopná polymerace či polykondenzace a tím vytvoření polymeru; základní vlastností monomeru je schopnost vytvářet chemické vazby sám se sebou nebo dalšími látkami - pozn. red.) a zjistili, že mírné naředění nijak nezhoršuje schopnost systému nukleové kyseliny přepravovat.

Ve své práci výzkumníci popisují, za jakých okolností se dají připravit nové materiály využitelné v genové medicíně, rovněž v jakých podmínkách a v jakém poměru na sebe tyto látky nukleové kyseliny nejlépe vážou.

Buňka má každopádně několik možností, jak regulovat translaci neboli překlad genů. Jedním ze způsobů je takříkajíc umlčet gen pomocí siRNA (small interfering RNA). Tím se zablokuje výroba vybraného proteinu, což se hodí zvlášť tehdy, když se jedná o zmutovaný nebo jinak defektní gen.

„Genová léčba je nejen vysoce účinná, ale také nanejvýš adresná. Její největší výhodou je, že se soustředí na jednotlivé mutace nebo poruchy, aniž by minula cíl. Pomocí siRNA je možné zasáhnout třeba i jedno jediné zmutované písmenko genu,“ uvedl Marek Kindermann, jeden z autorů studie.

V současné době je celosvětově schváleno pět léčiv vyvinutých na bázi siRNA, přičemž na „čekací listině“ je jich kolem desítky dalších.

Širšímu využití siRNA brání nestabilita samotné molekuly, neboť se v těle velice rychle rozpadá. Proto je její přeprava do určité buňky a umlčení genu problémem, který řeší odborníci po celém světě.

Stejnou problematiku řešil i Cíglerův tým z ÚOCHB společně s kolegy z Mikrobiologického ústavu AV ČR v čele s vedoucí skupiny Nanomedicína Dr. Veronikou Benson.

„Přepravní systémy jsou designovány tak, aby splnily dva základní cíle. Jednak musí molekulu ochránit před rozpadem a pak ji také dopravit do buňky, aby se dostala až do cytosolu a tam mohla splnit svou misi jako léčivo,“ vysvětlil Cígler.

Ve své studii, kterou zveřejnil vědecký časopis Advanced Functional Materials, se zabývají podrobnými vlastnostmi přepravního systému.

„Jdeme až na úroveň strukturních detailů molekul, které interagují s nukleovou kyselinou. Popisujeme podmínky nezbytné k tomu, aby se siRNA úspěšně navázala na přepravní nanosystém, a tak se dostala až na místo v těle, kde má působit,“ doplnil Cígler.

Výzkumníci z ÚOCHB se pokoušejí využívat přepravní systémy bez použití virů. Proto celý přepravní systém s nukleovou kyselinou umístili na povrch nanočástic diamantu. Jedná se o velmi stabilní nosné částice, které navíc poskytují zvláštní typ fluorescence. Díky tomu je možné sledovat, jak putují tkání a jak se chovají v buňkách.

Tělo se ale nanodiamantů zbavuje velmi těžko. Z toho důvodu je tento způsob genové léčby vhodný primárně pro léčení těžko hojitelných povrchových ran.

Studie vznikla díky projektu AMULET, který se zaměřuje na vývoj víceškálových nanomateriálů a spojuje osm partnerů pod vedením Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského. AMULET získal finanční podporu z operačního programu Jana A. Komenského spravovaného ministerstvem školství v kategorii „Špičkový výzkum“.