Российские ученые, используя уникальную экспериментальную базу Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», определили пространственную структуру аптамера (небольшого фрагмента молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты, ДНК), способного распознавать опухолевые клетки мозга и доставлять непосредственно к ним медицинские препараты, сообщила РИА Новости пресс-служба Курчатовского института.
Аптамеры — это небольшие (обычно от 20 до 100 нуклеотидов — «букв» ДНК) одноцепочечные молекулы со структурой, подобной нуклеиновым кислотам, и которые специфически связываются с различными молекулами-мишенями. По сути, аптамеры представляют собой нуклеотидные аналоги антител – молекул, вырабатываемых иммунной системой, однако получать их гораздо проще и дешевле. Благодаря этим свойствам аптамеры становятся востребованными в адресной доставке лекарств, которые будут попадать точно в цель, не нанося вред другим органам. Однако для создания эффективного медицинского препарата необходимо знать его пространственную структуру, механизм действия и мишень.
Нынешнее исследование проходило при участии ученых из Института физики имени Л.В.Киренского Сибирского отделения Российской академии наук, Красноярского научного центра СО РАН и Красноярского государственного медицинского университета на станции малоуглового рассеяния Курчатовского источника синхротронного излучения («КИСИ-Курчатов»), открытой в 2018 году.
В ходе работы специалисты изучили ДНК-аптамеры, обладающие способностью связываться с клетками глиобластомы — агрессивной злокачественной опухоли головного мозга. Метод малоуглового рентгеновского рассеяния (МУРР) позволил построить трехмерную карту распределения электронной плотности молекулы. На основе этой карты ученые смогли произвести молекулярное моделирование пространственной структуры аптамера.
«Метод малоуглового рентгеновского рассеяния на установке синхротронного излучения «КИСИ-Курчатов» позволил определить пространственную структуру ДНК-аптамера и выяснить, как молекула выглядит. Если соблюдать условие монодисперсности, то с помощью этого метода можно выяснить атомарную структуру и других относительно небольших молекул для использования в адресной доставке лекарств», — отметил в беседе с РИА Новости один из авторов исследования, инженер-исследователь отдела синхротронных экспериментальных станций Курчатовского комплекса синхротронно-нейтронных исследований Георгий Петерс.
В результате ученым удалось определить структуру аптамера, пригодного для использования в нейрохирургии, а именно, для эффективной визуализации злокачественных клеток глиобластомы во время операции. В будущем специалисты смогут создавать подобные ДНК-аптамеры и для других типов раковых клеток. В целом, полученные результаты позволят создавать эффективные медицинские препараты для адресной доставки лекарств.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение