Как снизить риск фиброза легких

Исследователи из Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН разрабатывают новый метод лечения рака и инфекций с использованием молекул иммуностимулирующих РНК. Эти молекулы помогают организму бороться с болезнями и предотвращают опасное осложнение — фиброз легких. Статья об этом опубликована в международном журнале Biochimie.

«Главная идея новой технологии заключается в способности иммуностимулирующих РНК повышать возможность организма защищаться от заболевания самостоятельно, не вызывая значительных побочных эффектов. ИсРНК запускают активность иммунной системы и усиливают защиту против инфекций и болезней», — рассказывает главный научный сотрудник лаборатории биохимии нуклеиновых кислот ИХБФМ СО РАН доктор биологических наук Елена Леонидовна Черноловская.

Эти молекулы действуют сразу несколькими путями. Одна из ключевых функций — стимуляция выработки интерферонов первого типа, специальных белков, которые блокируют размножение вирусов и поддерживают иммунитет. Потенциал применения исРНК распространяется не только на борьбу с онкологическими заболеваниями, но и на лечение вирусных инфекций. Попав в организм, молекула запускает выработку широкого спектра сигнальных белков — цитокинов, часть из которых тормозит опухолевое деление клеток, другие же, наоборот, могут способствовать воспалительным процессам. При этом важно отметить, что эффект исРНК определяется именно составом выделяемых цитокинов. Конкретная молекула, которую исследуют ученые ИХБФМ СО РАН, обладает уникальным спектром: высокий уровень интерферонов первого типа сочетается с низким уровнем провоспалительных веществ, что делает ее особенно перспективной.

Фиброз легких представляет серьезную опасность, поскольку часто выступает осложнением других заболеваний. Часто он возникает у больных онкологией из-за химиотерапевтического лечения, а также у рабочих, подверженных воздействию частиц тяжелых металлов и кремния в промышленной среде.

«Для изучения воздействия исРНК на процессы фиброза легкого мы выбрали две экспериментальные модели. Первая имитировала побочные эффекты химиотерапии с использованием препарата “Блеомицин” при злокачественных новообразованиях. Вторая модель отражала последствия инфекционных поражений дыхательной системы, вызванные липополисахаридом. Мы проанализировали влияние иммуностимулирующей РНК на динамику формирования фиброза у мышей. Оказалось, что такая терапия не только не усиливает проявления болезни, но напротив — способствует снижению степени поражения тканей и предупреждает дальнейшее развитие фиброза», — отметила Елена Черноловская.

Исследователи проверяли эффективность препарата как профилактически, так и терапевтически, выявив оптимальную схему введения, при которой наблюдалось максимальное улучшение показателей здоровья животных. Эксперимент проводился на нескольких группах грызунов, причем в каждую группу входило не меньше шести-десяти особей. Такое количество позволило специалистам собрать точные и надежные научные данные. Ученые установили, что для защиты от вирусных заболеваний максимальная защита достигается при профилактическом применении препарата. В свою очередь, для лечения раковых опухолей оптимальным вариантом стала следующая схема: лекарство вводили раз в четыре дня. Именно такой промежуток идеально соответствовал естественной реакции организма на повторную стимуляцию выработки защитных белков — интерферонов.

При исследовании влияния исРНК на терапию злокачественных новообразований клетки меланомы вводили мышам подкожно, чтобы проследить рост первичной опухоли. Метастазы изучали, внедряя опухоль внутривенно, при этом метастазы образуются главным образом в легких. Гепатома чаще метастазировала в печень и почки. Когда появлялось небольшое новообразование, животных делили на группы. Одним давали только иммуностимулирующую РНК с липидом, другим — цитостатик (препарат, подавляющий рост опухолевых клеток), третьим — оба препарата. Постоянно контролировали размеры опухолей, массу животных и показатели крови.

Затем гистологические препараты органов изучали под микроскопом, оценивая иммунную инфильтрацию, а также численную или объемную плотность патологических структур методом морфометрии. Изучение селезенки показывало интенсивность иммунного ответа, а анализ крови позволял увидеть изменение клеточного состава и концентрации цитокинов.

Метод лечения зависел от вида опухоли. Комбинированная терапия цитостатиками и иммуностимулирующей РНК оказалась лучшей для меланомы, поскольку одного лишь цитостатика зачастую недостаточно. При этом способ введения молекулы в организм играет ключевую роль. Дело в том, что сама по себе РНК нестабильна и быстро разрушается в кровотоке, для активации защитных свойств она должна проникнуть внутрь клетки. Решением становится использование специальных переносчиков — катионных липосом. Различные составы липидных комплексов влияют на активность иммуностимулирующей РНК. Одни способствуют максимальному производству защитного белка — интерферона и обеспечивают лучшее противовирусное воздействие, другие лучше подходят для уничтожения раковых клеток. Каждый случай требует своего подхода к доставке активного компонента.

«Мы продолжаем изучать, насколько разные типы опухолей чувствительны к лечению иммуностимулирующими РНК. Наша главная задача — определить, какие виды онкологии эффективнее всего отвечают на такое лечение, и выявить биологические признаки, предсказывающие их реакцию. Так мы сможем точнее выбрать область применения наших разработок. Это исследование проводится в рамках проекта РНФ № 19-74-30011», — подчеркнула Елена Черноловская.

Материал подготовлен при поддержке гранта Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий.

Ирина Баранова