Тихоходкин белок защитил мышей от радиации

Тихоходки известны способностью выживать в самых экстремальных условиях: они способны несколько месяцев провести при температуре жидкого кислорода (-193°С), они выдерживают давление 6000 атмосфер, они выдерживают дозу радиоактивного излучения, которая превышает смертельную для человека в две-три тысячи раз. Их, естественно активно исследуют, и если говорить о радиационной устойчивости, то тихоходки обязаны ей (по крайней мере, отчасти) своеобразному белку Dsup. Мы о нём писали: в живой клетке он почти постоянно сидит на ДНК, защищая её от разрывов. Радиация может повредить ДНК двумя способами: либо напрямую, раскачав энергию химических связей в ДНК, либо опосредованно, через активные формы кислорода, которые появляются в клетке под действием ионизирующего излучения и которые портят биомолекулы, в том числе и ДНК. Dsup защищает как от прямого радиационного вреда, так и от косвенного. Его можно ввести в человеческие клетки – устойчивость к рентгеновскому излучению повысится у них на 40%.

Сотрудники Массачусетского технологического института пишут в Nature Biomedical Engineering, что тихоходкин Dsup можно использовать для защиты здоровых тканей при радиотерапии злокачественных опухолей. Как снабдить им клетки? Наиболее целесообразный способ – доставить в них матричную РНК (мРНК), кодирующую Dsup. Клеточные белок-синтезирующие машины будут собирать на мРНК молекулы Dsup’а, которые потом отправятся в ядро защищать ДНК. Матричные РНК не очень долговечны, и когда нужда в Dsup пропадёт, клетка быстро утилизирует и сам белок, и его мРНК. Такой подход кажется более безопасным, чем использование ДНК с геном Dsup – она может оставаться в клетке очень долго, и Dsup соответственно, тоже будет всё синтезироваться и синтезироваться, а как клетка млекопитающих отнесётся к постоянному присутствию белка из тихоходки, сказать трудно. Матричная РНК также удобнее, чем готовый белок: её проще получить, и клетка на одной молекуле РНК может собрать много молекул белка.

Для транспорта мРНК исследователи выбрали полимерно-липидные частицы, которые можно было настроить на доставку в клетки толстого кишечника либо в клетки полости рта. Эксперименты ставили на мышах: частицы с упакованной в них Dsup’овой мРНК вводили мышам в щёку или в кишечник, и спустя несколько часов их облучали радиацией в той дозе, которую обычно получают онкобольные. Действие радиации можно увидеть по двойным разрывам в ДНК, и оказалось, что у мышей, получивших Dsup’овую мРНК, количество таких разрывов уменьшалось на 50%. Причём защитный эффект ограничивался только тем участком, куда вводили частицы с мРНК. То есть можно не бояться, что Dsup начнёт защищать от радиации злокачественные клетки. Чтобы сделать Dsup более пригодным к использованию в медицине, исследователи хотят модифицировать его так, чтобы он поменьше раздражал иммунитет – получится ли сделать это так, чтобы тихоходкин белок не потерял своих защитных свойств, покажут дальнейшие эксперименты.