Ученые ПИМУ и ИТМО разработали эффективный подход на основе наночастиц с загруженными в них микроРНК-200а для лечения острых и хронических заболеваний печени. В экспериментах на крысах подход успешно предотвратил повреждение печени и значительно уменьшил количество коллагена в ее ткани, качественно улучшив состояние органа. Результаты исследования, поддержанного грантами Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Biomaterials.

^{Фотография крысы линии Wistar. Источник: НИИ ЭО и БМТ, ФГБОУ ВО «ПИМУ» Минздрава России}

Ежегодно от заболеваний печени во всем мире умирает около двух миллионов человек. Большинство хронических заболеваний печени связаны с развитием фиброза — разрастанием соединительной ткани на месте погибших клеток печени, — который не позволяет органу эффективно выполнять свои функции. Кроме того, фиброз может привести к более серьезным болезням — циррозу и раку. Наряду с хроническими болезнями печени распространены и острые, которые возникают, например, при передозировке лекарствами и отравлении токсинами.

Существующие методы лечения таких состояний обычно только устраняют симптомы, но не приводят к восстановлению поврежденной ткани. Поэтому ученые ищут способ воздействовать на клетки печени на молекулярном уровне и запустить их самовосстановление. Один из перспективных подходов основан на использовании микроРНК — маленьких молекул, способных управлять работой нескольких генов одновременно. Однако микроРНК нестабильна в кровотоке, в связи с чем их необходимо доставлять с помощью наноразмерных носителей.

Исследователи из Приволжского исследовательского медицинского университета и Университета ИТМО предложили новый эффективный подход для доставки микроРНК на основе наночастиц из биосовместимого полимера полилактида (полимолочной кислоты). Эта разработка направлена на лечение острых и хронических патологий печени с одновременной стимуляцией ее восстановления (регенерации).

Известно, что при различных заболеваниях печени возникает дефицит защитной микроРНК-200a, которая в норме защищает клетки от разрушительного воздействия окислительного стресса. Поэтому авторы взяли искусственно синтезированную копию этой микроРНК за основу действующего вещества.

«Разработанная нами наноразмерная платформа с микроРНК-200а не просто защищает печень от повреждения, но и убирает соединительную ткань, возвращает клеткам способность правильно делиться, тем самым восстанавливая функцию органа. Благодаря этому предложенный подход в будущем может использоваться для лечения широкого спектра заболеваний печени — как острых, так и хронических. В дальнейшем мы планируем разработать высокотехнологичный препарат для терапии различных социально-значимых заболеваний печени на основе наноразмерной платформы с микроРНК», — рассказывает Светлана Родимова, научный сотрудник лаборатории молекулярных биотехнологий НИИ экспериментальной онкологии и биомедицинских технологий Приволжского исследовательского медицинского университета Минздрава РФ.

Эффективность разработанного подхода ученые проверили на моделях острого повреждения печени и прогрессирующего фиброза у крыс. Оказалось, что целевая доставка микроРНК-200a с помощью полилактидных наночастиц позволяет остановить гибель клеток печени при остром повреждении уже после первой инъекции. При лечении хронического заболевания ученым удалось не только предотвратить разрастание соединительной ткани, но и обратить фиброз вспять на две стадии. Механизм действия препарата заключается в том, что высвобожденная микроРНК-200a устраняет окислительный стресс на клеточном уровне и многократно ускоряет деление клеток печени, тем самым обеспечивая полное восстановление органа.

«Наша часть работы в ИТМО заключалась в разработке носителей для терапевтической РНК, нацеленных на лечение фиброза печени и острой печеночной недостаточности у крыс. Мы произвели синтез наночастиц из полимолочной кислоты, загрузили в них терапевтическую микроРНК, после чего уже наши коллеги вводили готовые комплексы лабораторным животным с привитыми патологиями. Загрузка терапевтической РНК в носители — сложный и очень ответственный этап. Мало просто доставить молекулу в клетку: нужно сохранить её стабильность и активность, обеспечив попадание строго в цитозоль. Именно поэтому мы уделили особое внимание выбору корректной стратегии загрузки, исключающей повреждение РНК», — отметил Михаил Зюзин, ведущий научный сотрудник Нового физтеха ИТМО.

В исследовании также принимали участие сотрудники Первого Московского государственного медицинского университета имени И.М. Сеченова, Приволжского окружного медицинского центра Федерального медико-биологического агентства и Нижегородского областного клинического онкологического диспансера.

Материал подготовлен при поддержке РНФ