Синтетическая клетка производит противораковые препараты внутри опухоли

Исследователи из Техниона (Израиль) успешно вылечили раковую опухоль с помощью "нано-фабрики" – синтетической клетки, которая производит противораковые белки внутри ткани опухоли. Исследование, опубликованное в Advanced Healthcare Materials, сочетает синтетическую биологию для искусственного производства белков и целевую доставку лекарств для направления синтетической клетки в аномальные ткани.

Синтетические клетки – это искусственные системы со способностями, схожими, а иногда и превосходящими способности природных клеток. Подобно тому, как человеческие клетки могут генерировать различные биологические молекулы, синтетическая клетка может производить широкий спектр белков. Такие системы обладают огромным потенциалом в тканевой инженерии, производстве искусственных органов и изучении происхождения жизни.

Конструирование искусственных клеток – сложная инженерная задача, над которой работают многие исследовательские группы по всему миру. В данном исследовании, где искусственная клетка служит нанофабрикой для генерации белков внутри аномальной ткани, работу возглавляли аспирантка Ницан Крински и доцент Ави Шредер с химического факультета Вольфсона в Технионе.

Исследователи интегрировали молекулярные машины в липидные частицы, напоминающие естественную мембрану биологических клеток. Они сконструировали частицы таким образом, чтобы при "ощущении" биологической ткани они активировались и производили терапевтические белки, закодированные встроенным шаблоном синтетической ДНК. Частицы получают необходимые источники энергии и строительные блоки для своей деятельности из внешней микросреды (например, ткани опухоли).

После экспериментов на клеточных культурах в лаборатории новая технология была также протестирована на мышах. Когда сконструированные частицы достигали опухоли, они производили белок, уничтожавший раковые клетки. Частицы и их активность отслеживались с помощью зелёного флуоресцентного белка (GFP), производимого частицами. Этот белок можно наблюдать в реальном времени с помощью флуоресцентного микроскопа.

"Путём кодирования встроенного шаблона ДНК, разработанные нами частицы могут производить различные белковые лекарства, – сказал профессор Шредер. – Они модульные, то есть позволяют активировать производство белка в соответствии с условиями окружающей среды. Поэтому искусственные клетки, которые мы разработали в Технионе, могут сыграть важную роль в тренде персонализированной медицины – подборе лечения в соответствии с генетическим и медицинским профилем конкретного пациента".