Липидные наночастицы из молока впервые доставили РНК напрямую в клетки редкой опухоли

Холангиокарцинома — редкая агрессивная раковая опухоль, формирующаяся из клеток эпителия желчных протоков. Долгосрочная общая выживаемость пациентов с этим диагнозом не превышает 10%, а эффективность существующих методов терапии ограничена. Ученые из США и Японии предложили таргетно доставлять противораковые препараты в клетки холангиокарциномы с помощью наночастиц, полученных из молока. 

Прошлые работы показали, что перспективными мишенями для лечения холангиокарциномы могут стать белок YAP и его транскрипционный коактиватор TAZ, которые регулируют пролиферацию клеток, их резистентность к апоптозу и онкогенез. Однако из-за риска системной токсичности ингибиторы этих белков не применяются в клинике. Исследователи воспользовались систематической эволюцией лиганда путем экспоненциального обогащения (SELEX), чтобы получить ДНК-аптамеры для селективного нацеливания на клетки холангиокарциномы. 

Из библиотеки последовательностей ДНК отбирали молекулы, специфичные к клеткам HuCCT1 — линии человеческой холангиокарциномы. Раунды этого отбора чередовали с раундами отрицательной селекции, исключая молекулы, связывающиеся также с нормальными гепатоцитами и холангиоцитами. В итоге ученые выбрали аптамер для дальнейшей оценки его безопасности и распределения в организме. Он обладал перекрестной реактивностью, связывая клетки холангиокарциномы не только человека, но и мыши.

Авторы вводили 250 пикомоль флуоресцентно меченного аптамера или контрольного олигонуклеотида в хвостовую вену мышей с холангиокарциномой. Распределение оценивали через три часа после инъекции. Подтвердив специфичность аптамера in vivo, авторы сшили его с холестерином, чтобы встроить в лактосомы — липидные наночастицы молока. Их легко получать из коровьего молока, они обладают подтвержденным профилем безопасности и неспецифично сливаются с клетками, доставляя загруженные в них молекулы. Для придания специфичности ученые покрыли поверхность лактосом полученным аптамером. Распределение метки было аналогичным распределению самого аптамера, которое наблюдалось в предыдущем эксперименте.

Наконец, исследователи загрузили модифицированные лактосомы малой интерферирующей РНК (siRNA), нацеленной на белки YAP и TAZ, а также на LCK — еще одну перспективную мишень в клетках холангиокарциномы. Мышам ортотопически подсаживали опухоли, которым давали развиться в течение 14 дней. После этого им проводили двухнедельный курс терапии полученным препаратом на основе лактосом. Его внутривенно вводили каждые 48 часов, а на 28-й день эксперимента животных усыпляли для проведения анализа их тканей. Экспрессия всех трех генов мишеней в опухолях снижалась только у тех животных, которые получали лактосомы с аптамером и соответствующими siRNA. Изменения наблюдались на уровне РНК и белка, при этом лечение не затрагивало экспрессию YAP, TAZ и LCK в здоровых тканях печени. Биохимические показатели функции печени также сохранились в норме. 

С помощью окрашивания на каспазу-3 и маркер пролиферации Ki67 авторы подтвердили, что в опухоли специфично усилился апоптоз и замедлилась пролиферация. Однако выраженного терапевтического эффекта препарат не оказал — ни в одном случае не происходило значимого сокращения размеров опухоли. Ученые называют несколько возможных объяснений. Во-первых, отсутствие выраженного ответа может быть связано с тем, что выбранные мишени все же не являются идеальной комбинацией для быстрого уничтожения опухоли. Во-вторых, подобранная дозировка могла быть недостаточной, или же предложенная схема в первую очередь повышает уязвимость холангиокарциномы к химиотерапии, поэтому для достижения ответа нужно было применять комбинированное лечение.

Тем не менее, работа демонстрирует, что модифицированные ДНК-аптамерами лактосомы — эффективное и высокоспецифичное средство доставки препарата в клетки холангиокарциномы, который обеспечивает нокдаун генов-мишеней in vivo и не сопровождается внецелевой токсичностью. 

Липидные наночастицы на основе тиофена доставляют мРНК в легкие и сетчатку