ХХІ ст. позначилося продукуванням нових ідей щодо створення медичних препаратів. Змінилася й концепція того, якими мають бути ліки нового покоління для успішної боротьби зі злоякісними пухлинами.
Теоретично ідеальний протираковий препарат має знищувати виключно клітини пухлин і не впливати на решту клітин організму. Фактом, який важко ігнорувати, залишається те, що ракова клітина не є чужою в організмі. На відміну від бактерій або вірусів, що потрапляють ззовні, ракова клітина — це частина організму людини, яка раніше була однією із нормальних клітин. Що ж спричинило її спонтанну «анархічну» поведінку?
Злоякісний бунтар
Причина — мутації, або пошкодження генетичного апарату в клітині, які відбуваються постійно. Вони є наслідками контакту із канцерогенними та мутагенними речовинами, підвищеного радіаційного фону, стресів, вірусів. Зазвичай клітина здатна «вилікувати» ці пошкодження. А якщо «залатати дірки» не вдається, вона, як істинний самурай, який не виконав завдання, вкорочує собі віку шляхом клітинного «суїциду» — так званого апоптозу — запрограмованої клітинної смерті. «Дефективність» клітини, яка уникнулазапрограмовоної смерті, виявляє головний «ревізор» організму — імунна система, і здійснює свою роботу. Однак певні мутації не тільки допомагають клітині запобігти смерті, але й «ввести в оману» імунну систему, і як результат — клітина стає неконтрольованою.
Така клітина нестримно ділиться — формується ракова пухлина. Дуже часто рак одного й того самого органу обумовлений різними клітинними мутаціями. Тобто, спосіб, в який нормальна клітина перестає підкорятися законам організму та обирає безсмертя, у кожному випадку різний, тому неможливо створити універсальний медичний препарат для лікування всіх різновидів захворювання.
Протягом тривалого часу людство програвало у запеклій боротьбі із онкологічними захворюваннями, але ХХІ ст., можливо, дало нам шанс здобути перемогу над ворогом. Ідеї для створення дієвого протиракового засобу підказала природа та закони функціонування живих істот.
Дивовижне поруч
Все почалося із петунії (Petuniahybrida). Невибаглива рослина має безліч варіантів забарвлення квітів; і ще більше варіантів можна отримати шляхом селекції та застосування генетичної інженерії. У 1990 році дослідникам із сонячної Каліфорнії спало на думку зробити квіти петунії ще пурпуровішими. Щоб досягли мети, вони ввели рослині додаткові копії гену, відповідального за червоний колір… і отримали неочікуваний результат: квіти не лише не стали пурпуровішими, а навпаки, частково або повністю зблякли. З невідомих причин не тільки не «спрацював» штучно введений ген, але й якимось чином «вимкнувся» і природній. Не розуміючи природи феномену, дослідники опублікували результати дослідження, привернувши увагу всього наукового світу до цього безпрецедентного факту.
Подібні результати отримали й інші вчені, і не лише в дослідах із рослинами. Випадковість виявилася цікавою закономірністю із невідомим підґрунтям. У 1998-му, через 8 років після першої публікації про загадкову подію, американські науковці Эндрю Файер та Крейг Мелло розкрили механізм феномену, який отримав назву «інтерференція РНК». За цю роботу дослідники отримали у 2006 році Нобелівську премію у галузі фізіології та медицини.
Чому це відкриття виявилося таким важливим? РНК, або рибонуклеїнові кислоти, — це молекули-«кур’єри» між ядром і цитоплазмою у клітинах живих істот. Образно кажучи, РНК — це ланцюжок із органічних сполук (нуклеотидів), послідовність яких є зашифрованою «терміновою телеграмою» із наказом синтезувати необхідний для клітини білок. «Телеграма» зчитується з гена, що зберігається у головному координувальному центрі клітини — ядрі. Файер і Малло з’ясували, що штучно введена до клітини коротка дволанцюгова РНК (РНКі), один із ланцюгів якої «написаний» задом наперед, взаємодіє із РНК-телеграмою та запускає її деградацію. Тому інформація про необхідний білок не доходить до рибосом, і білок не синтезується. Відбувається так зване «мовчання» гену, причому цей механізм настільки специфічний, що дає змогу вимкнути, наприклад, лише мутований ген, залишивши працювати нормальний.
Бути чи не бути?
За 10 років явище інтерференції РНК було зафіксовано у багатьох живих істот, а в 2001 році активність РНКі було виявлено у клітинах ссавців. Звичайно ж, унікальні властивості РНКі викликали шалене зацікавлення фармацевтів усього світу, оскільки їх можна використати для винайдення високоспецифічних й низькотоксичних ліків, зокрема і проти раку. Якщо переродження нормальної «законослухняної» клітини у злоякісного «анархіста-індивідуаліста» зумовлене специфічною мутацією в гені, то шляхом «вимкнення» мутованого гену за допомогою РНКі можна стримати і, напевне, перемогти розвиток пухлини.
Отже, теоретичний фундамент закладено — час діяти.
РНКі, окрім незаперечних плюсів, має і мінуси. Основна проблема, яку нині намагаються подолати фармацевти — нестабільність РНКі впродовж тривалого проміжку часу та захоплення її клітинами імунної системи, які не відрізняють «корисну» РНКі від «ворожої» РНКі вірусів. Однак варіанти вирішення цих проблем є.
Кілька потенційних протиракових препаратів проходять завершальні стадії доклінічних випробувань. Піонером у цій галузі стала американська корпорація Calando Pharmaceuticals, яка на початку 2007-го анонсувала початок клінічних випробувань нового кандидата в антиракові ліки — CALAA-01, у складі якого є спеціально розроблена РНКі, що блокує синтез білка, характерного для ракових клітин. Новий препарат містить наночастинки, що мають захистити РНКі та забезпечити цільову доставку ліків безпосередньо до пухлини, сполучившись із білком, розташованим на поверхні ракових клітин. CALAA-01 є 1-м протираковим агентом такої дії і 7-м у світі препаратом на основі РНК-інтерференції, який зараз випробовується.
Провідні спеціалісти сподіваються, що стратегія протиракових ліків на основі РНКі є одним із найперспективніших напрямів фармацевтики майбутнього. Наступний, 2008, рік має наблизити нас до вирішення найнагальніших життєвих завдань.
[327]
СЛОВНИЧОК
РНК — рибонуклеїнові кислоти. За будовою вони є полінуклеотидним ланцюгом. У клітині виконують функцію транспортувальників закодованої інформації про білок від гена до рибосом.
Нуклеотиди — органічні сполуки у складі нуклеїнових кислот (РНК, ДНК). Чергування нуклеотидів у ланцюзі нуклеїнової кислоти — це шифр генетичного коду.
Цитоплазма — внутрішнє середовище живої клітини, в якому містяться ядро клітини та інші структури — органели.
Рибосоми — клітинні органели, основна функція яких — синтез білка із амінокислот на основі генетичної інформації, переданої з ядра через ланцюг РНК.