Редактирование генов CRISPR повысило эффективность ультразвуковой терапии рака
Сонодинамическая терапия использует ультразвук в сочетании с лекарствами для высвобождения вредных реактивных форм кислорода (ROS) в месте расположения опухоли. Однако это лечение не очень эффективно, поскольку раковые клетки могут активировать антиоксидантные защитные системы, чтобы противостоять им.
Статья с результатами нового исследования опубликована а журнале ACS Central Science. Ученым удалось прорвать эту защиту с помощью редактирования генов CRISPR/Cas9, что позволяет сонодинамической терапии эффективно сокращать опухоли в мышиной модели рака печени.
Гепатоцеллюлярная карцинома, наиболее распространенная форма рака печени, имеет плохой прогноз, а хирургическое лечение путем удаления части печени или пересадки здоровой печени не подходит для пациентов с более запущенным заболеванием. Поскольку ультразвук может проникать глубоко в ткани, сонодинамическая терапия может стать эффективным, неинвазивным способом лечения гепатоцеллюлярной карциномы.
В настоящее время раковые клетки могут быстро преодолеть терапию путем активации гена под названием ядерный фактор эритроидный 2-родственный фактор 2 (NFE2L2), который разворачивает детоксикационную и антиоксидантную ферментную защиту клеток. Технология редактирования генов CRISPR/Cas9 используется для того, чтобы сбивать экспрессию генов в лабораторных условиях.
Специалисты инкапсулировали систему CRISPR/Cas9 и молекулу-предшественник ROS в липидные наночастицы. Затем они обработали наночастицами клетки гепатоцеллюлярной карциномы в чашке Петри.
Липидные наночастицы были поглощены лизосомами клеток. Обработка ультразвуком вызвала образование ROS, которые разорвали лизосомы и позволили системе CRISPR/Cas9 проникнуть в ядро и сбить экспрессию гена NFE2L2. ROS также повреждали другие клеточные компоненты. В результате от сонодинамической терапии погибло значительно больше раковых клеток, чем без редактирования гена NFE2L2.
Новая методика была опробована на мышах, которым ввели наночастицы с имплантированными опухолями гепатоцеллюлярной карциномы человека. Через 2 недели комбинированного лечения наночастицами и ультразвуком все опухоли у мышей исчезли и больше не появлялись.
У мышей, получавших только сонодинамическую терапию, опухолей было меньше, чем у мышей без лечения, но добавление системы CRISPR/Cas9 значительно повысило эффективность терапии. Поскольку редактирование генов происходит только в опухолевых тканях при ультразвуковом облучении, оно не вызовет генных мутаций в здоровых тканях, говорят исследователи.
