Российские ученые представили инновационную технологию защиты и восстановления печени на основе биосовместимых наночастиц и молекул микроРНК. Система показала высокую эффективность при острых и хронических поражениях органа — в том числе при фиброзе и передозировке парацетамола. Эксперты отмечают, что при успешном прохождении всех этапов испытаний разработка может применяться для лечения гепатитов и других заболеваний печени, а в ряде случаев — даже снижать необходимость трансплантации. При этом они подчеркивают: технология находится на ранней стадии, до ее широкого внедрения в клиническую практику ученым предстоит пройти длительный путь исследований и проверок.
МикроРНК для лечения печени
Ученые создали новую систему доставки в организм молекул микроРНК на основе наночастиц, которая способна одновременно уменьшать повреждение печени и стимулировать ее восстановление. Такие частицы защищают активное вещество от разрушения в крови и помогают доставлять его непосредственно в клетки-мишени. Разработку представили ученые Сеченовского университета совместно с исследователями из Приволжского исследовательского медицинского университета (ПИМУ), ИТМО и МФТИ.
Подобные подходы лежат в основе наномедицины — направления, в котором лекарственные молекулы доставляются в организм с помощью частиц нанометрового размера, в десятки тысяч раз меньше толщины человеческого волоса, рассказали «Известиям» ученые.
Справка «Известий»МикроРНК-200a — короткая молекула РНК, контролирующая работу генов, связанных с клеточным стрессом, воспалением и повреждением тканей. При многих заболеваниях печени регуляция этих процессов нарушается, что усиливает повреждение клеток, ускоряет прогрессирование фиброза и в конечном итоге приводит к развитию печеночной недостаточности.
— Разработка терапии на основе микроРНК позволяет воздействовать сразу на несколько ключевых точек патогенеза. В этой работе было подтверждено защитное действие этих молекул как при остром, так и при хроническом повреждении печени. Такой подход дает возможность не только уменьшить проявления патологических изменений, но и стимулировать естественные, физиологичные процессы регенерации ткани, — рассказал «Известиям» научный руководитель НТПБ Сеченовского университета Петр Тимашев.
Чтобы доставить микроРНК-200a в клетки печени, ученые синтезировали биосовместимые наночастицы на основе полимолочной кислоты (PLA) и вспомогательных полимеров. Они защищают микроРНК от разрушения и обеспечивают ее постепенное высвобождение внутри клетки, позволяя активировать защитные молекулярные механизмы.
Эффективность новой технологии исследователи проверили в двух моделях патологии. В модели регенерации на фоне острого повреждения печени, вызванного передозировкой парацетамола, введение наночастиц с микроРНК-200a существенно снизило токсическое поражение тканей, нормализовало уровень ферментов и восстановило способность гепатоцитов к делению.
Во второй серии экспериментов команда изучала действие терапии в модели регенерации при хронической патологии — фиброзе. В этом случае лечение позволило значительно уменьшить накопление коллагена в ткани печени и снизить выраженность фиброза на две стадии по шкале Metavir — клинической системе оценки степени поражения органа. Одновременно наблюдалось восстановление метаболической активности клеток и усиление регенерации ткани.
По словам исследователей, ключевую роль в терапевтическом эффекте играет активация сигнального пути Keap1/Nrf2, который защищает клетки от окислительного стресса и запускает процессы клеточного восстановления.
Перспективное лекарство от болезней печени
Авторы подчеркнули, что предложенная технология может стать основой для новых методов лечения различных заболеваний печени. В дальнейшем они планируют продолжить доклинические исследования и оценить перспективы клинического применения разработанной платформы.
Ученые создали наночастицу-«курьера»: она незаметно проникает в гепатоциты и доставляет туда молекулу микроРНК-200а — «инструкцию» для восстановления, рассказала «Известиям» молекулярный биолог Арина Холькина. Эта инструкция запускает врожденный защитный путь Keap1/Nrf2, который гасит окислительный стресс, и одновременно тормозит образование рубцовой ткани. Так печень начинает чинить себя сама.
— Подход уже сработал в двух сценариях: при остром отравлении парацетамолом он спас клетки от гибели и запустил их деление, а при хроническом фиброзе снизил рубцевание на две стадии. Потенциально эта технология применима при алкогольной и неалкогольной жировой болезни, токсических и вирусных гепатитах, а также для регенерации после удаления части печени. Это не замена клеток извне, а пробуждение собственной программы обновления через управляемую регенерацию вместо трансплантации, — рассказала эксперт.
Новизна в этой работе связана не столько с самим полимером или даже отдельной микроРНК, сколько с их функциональной комбинацией и биологическим контекстом применения, рассказал «Известиям» руководитель центра превосходства «Персонифицированная медицина» Казанского (Приволжского) федерального университета Альберт Ризванов.
— Инновационность здесь скорее «системная»: это оптимизированная платформа доставки, обеспечивающая защиту микроРНК от деградации, контролируемое высвобождение и функциональную активность внутри клеток печени, что остается одним из главных барьеров для РНК-терапии, — рассказал ученый.
Потенциально такие системы могут быть востребованы при лекарственно-индуцированном поражении органа, неалкогольной жировой болезни, вирусных гепатитах и фиброзе различной этиологии, где ключевую роль играют воспаление и оксидативный стресс, подчеркнул Альберт Ризванов. Однако основное ограничение остается прежним для всех микроРНК-терапий: необходимость точной доставки в нужный тип клеток, контроль дозы и долговременных эффектов, а также воспроизводимость при масштабировании. Поэтому речь пока идет о перспективной платформе, а не о готовом клиническом решении, отметил специалист.
Результаты исследования опубликованы в журнале Biomaterials.