По данным Росстата онкологические заболевания являются второй по значимости причиной летальных исходов в России и составляют 16%. Выявление же онкопатологий в 40% случаев происходит лишь на 3-4 стадиях. Выживаемость людей на данных стадиях не превышает 2-3 лет. Этим обусловлена высокая актуальность создания отечественных инновационных противоопухолевых препаратов нового поколения, вовлекающих иммунную систему в ответную реакцию организма на опухоль. Действующим веществом в данных лекарственных средствах являются гены-супрессоры опухолевого роста. Среди них, наиболее перспективным геном может являться Klotho, воздействие которого на организм вовлекает в процесс борьбы с заболеванием различные физиологические защитные механизмы.
Ген Klotho был открыт профессором Макото Куро-о в 1997 году. Данный ген был назван в честь одной из древнегреческих богинь судьбы – Клото, которая прядет нить жизни. В ходе серии экспериментов, профессором было доказано, что ген Klotho поставляет организму белок, который блокирует внутриклеточные химические сигналы, передающиеся посредством инсулина и инсулиноподобного фактора роста. Известно, что повышенная чувствительность к инсулину ускоряет износ клеток, что в дальнейшем ведет к более быстрому старению клеток, а затем и к их смерти.
Дальнейшие исследования показали, что Klotho повышает сопротивляемость клеток к оксидативному стрессу — процессу избыточного накопления внутри клеток свободных радикалов, вызывающих повреждение ДНК,липидов и белков, что приводит к нарушению нормального функционирования клеток и старению организма. Klotho повышает способность клеток к самостоятельной детоксификации за счет выработки важного антиоксиданта (супероксид исмутазы), количество которого уменьшается с возрастом.
Ген Klotho кодирует однопроходной трансмембранный белок, который подавляет старение, увеличивает продолжительность жизни при гиперэкспрессии, при подавлении гена старение ускоряется. Также Klotho влияет на фактор роста фибробластов – гормон, вырабатываемый в костях и регулирующий обмен фосфатов и витамина Д.
Затем ген Klotho стал активно изучаться как супрессор опухолевого роста. В ряде исследований было продемонстрировано, что гиперэкспрессия гена подавляет рост и вызывает апоптоз опухолевых клеток различных линий. Так, положительные результаты были получены при изучении действия Klotho на культуру клеток рака молочной железы, рака легкого и др.
Ген Klotho имеет множество функций, из которых наиболее важной, на данный период времени, является влияние практически на все известные внутриклеточные пути канцерогенеза и его подавление. Таким образом, особо актуальным является использование гена Klotho для разработки генного противоопухолевого препарата.В состав разрабатываемого лекарственного средства входит кольцевая молекула ДНК (а именно плазмидный вектор) с геном Klotho и вспомогательные вещества, обеспечивающие доставку и функционирование гена в клетки-мишени.
В чем же заключается суть данного метода? Метод предусматривает получение клеточных культур из образца опухолевой ткани (операционного или биопсийного материала пациента)и дальнейшее их культивирование в лабораторных условиях. В клетках путем внедрения плазмиды повышается активность гена Klotho. Доставка генного материала в клетку осуществляется с помощью липосомальной трансфекции.После введения препарата ген функционирует в клетке в среднем 3 недели, а после этого срока бесследно удаляется из клетки. Проведенные исследования свидетельствуют о снижении в опухолевых клетках пролиферации, способности к синтезу нуклеиновых кислот, а также клоногенной активности клеточного пула.
Препарат на основе гена Klotho потенциально обладает исключительной эффективностью и прогнозируемой безопасностью, так как действующее вещество – естественный компонент клеток – ДНК, не ассоциирующаяся с геномом.
следующее исследование