Zvětšit obrázek

U imunodeficitních „naháčů“ infikovaných lidským tumorem (nejsou-li léčeni pomocí siRNA), se rakovina ze sleziny rozšíří do jater.

Molekuly interferující RNA  byly poprvé popsány v roce 2001 jako titěrné kousky genetického materiálu, který se váže na patřičná místa,a tím dokáže zamezit přepisu genů a tvorbě proteinů. V případě, který popisuje tento článek jde o utlumení funkce genů které tvoří proteiny, které jsou zahrnuty v biochemických dějích podporujících růst nádorů.

Není žádnou novinkou, že se ve výzkumu rakoviny provádějí pokusy na myších. Jde o myši geneticky upravené tak, že  jejich imunitní systém považuje lidské buňky za své. Do těchto myší vědci vpravují lidské rakovinné buňky. Ty se zde množí a rostou na úkor zdravých myších buněk. Takto nakažené myši se pak vědci snaží vyléčit,  jakoby šlo o člověka nemocného rakovinou. Metoda je považována za adekvátní pokusům na lidech.

Vědci z Galvestonu jsou prvními, kteří použili takzvanou „krátkou interferující RNA“ (siRNA) k tomu, aby zabránili šíření lidských rakovinných buněk nádoru tlustého střeva.

Zvětšit obrázek

RNA se tvoří podle jaderné DNA. Mezi DNA a RNA je rozdíl. V případě RNA jde o jedno vlákno.

Co je interferující RNA?
Hlavní řídící centrum buňky se nachází v jádře. Tvoří ho DNA. DNA obsahuje geny a v nich je zakódována informace umožňující například vznik proteinů. Zařízení k tvorbě proteinů je ale umístěno v cytoplasmě na vnější straně jaderné membrány. DNA se dorozumívá s tímto zařízením prostřednictvím poslů jimiž jsou molekuly RNA. Molekuly RNA, do nichž je přepsána informace co se má tvořit, je ve formě jednoho vlákna – jednoho řetězce. Pokud se toto RNA vlákno setká s vláknem které má skladbu řetězce z komplementárních bází (tedy stavbu "opačnou"), báze se spárují a řetězce se nerozlučně spojí. Hovoříme o interferenci. Takto "vyvázaný" posel, podle kterého se měl v ribozómu tvořit proteinový řetězec, je pro buňku nepoužitelný a k žádné tvorbě proteinu, enzymu, bílkoviny,... nedojde. Interferující RNA dokáže zabránit funkci genu, aniž by bylo nutné jej vyřadit ze hry například poškozením (genovým knokautem).   

Velmi nadějné se jeví z tohoto pohledu  pokusy s použitím siRNA namířené na proteiny nutné   k fungování biochemické dráhy označované jako PI3K. Jde o sled biochemických pochodů, který má prsty  v aktivaci růstu celé řady nádorů, včetně nádoru tlustého střeva. Tým Marka Everse s Galvestonu si  k pokusům vybral  molekuly RNA namířené proti kináze PI3K. Tento enzym je klíčovým enzymem v přenášení fosforu v buňce a to v reakcích souvisejících  s nastartováním množení nádorových buněk. Stejný enzym se také  účastní opačného děje,  spouští  programovanou smrt buněk. V našem případě nás zajímá omezování jeho „zlé povahy“, spočívající v podpoře růstu nádoru a šíření jeho metastáz. 

B. Mark Evers, profesor chirurgie na Texaské univerzitě v Galvestonu, vedoucí osobnost projektu na léčbu rakoviny pomocí siRNA.

Eversův tým pracoval tak, že lidské zhoubné buňky injekčně  vpravoval myším do sleziny. Šlo o geneticky modifikovaná zvířata, která byla imunodeficitní. Tyto jedinci neodpovídají na cizí tkáň, což znamená, že se lidské  buňky v těchto zvířatech uchytí a začnou v nich bujet. Myši se nazývají „naháči“ (anglicky „nude“). Dobře se s nimi pracuje, protože také nemají srst a jakékoli změny jsou na nich dobře patrné.
Poté co vědci naočkovali do slezin těchto myší zhoubné buňky, jim vpravili do krve kousky ribonukleové kyseliny (siRNA). Interferující RNA byla v laboratoři připravena tak, aby byla komplementární (opačná) k přirozené RNA, která dopravuje informaci do ribozómů k zahájení tvorby proteinů nutných k syntéze enzymu  PI3K.  

Myšlenka ovlivnit tento klíčový enzym – kinázu  (PI3K),  není  ale  původním nápadem Everse. O něco podobného se s určitým úspěchem dříve pokusil již  jiný výzkumný  tým. Ten také  zaznamenal jisté pozitivní výsledky, ale protože k utlumení funkce kinázy použil chemickou cestu, tak kromě pozitivních výsledků (omezení tvorby enzymu kinázy), se dočkal i  vedlejších nežádoucích reakcí. Šlo o reakce pro chemoterapii typické.
 

Přednost metody Eversova týmu spočívá v tom, že místo chemických „jedů“ používá ke  snížení tvorby kinázy,  vazbu interferenční ribonukleové kyseliny (siRNA). Tato metoda se naštěstí obešla bez zmíněných nežádoucích  vedlejších průvodních efektů a léčba  byla úspěšná. Šíření rakoviny z infikované sleziny dál do jater spolehlivě zabránila. I když se nepodařilo myši nádoru zcela zbavit, léčebný efekt byl větší než jaký  dosahovali předchůdci  při léčbě zmíněnou chemoterapií. Nová léčba pomocí siRNA postihuje mnohem větší počet nádorových buněk. Eversův tým se nyní připravuje zahájit pokusy při kterých obě metody – klasickou chemoterapii s metodou ošetřením siRNA, bude kombinovat. 

Zvětšit obrázek

Pokud se posel RNA setká s siRNA, která je sestavena tak, že její pořadí nukletidů je zrcadlové protismyslné, dojde k jejich nerozlučnému spojení, vznikne pro buňku nevyužitelná dvojvláknová RNA.

V průběhu posledních dvou let se toho o pokusech s interferující RNA (siRNA) hodně namluvilo i napsalo. Většinou šlo o pokusy prováděné v laboratoři na  tkáňových kulturách. Mnoho pokusů vypadalo velmi nadějně. Ohledně masového budoucího klinického využití všichni hýřili optimismem. Zřejmě přehnaným, protože jen hrstka laboratoří  svoje postupy odzkoušela na zvířecím modelu. Proto také následovalo, co následovalo - „sprcha“ v podobě zjištění, že interferující RNA zabíjí. To když Grimmův tým ze Stanfordovy university zjistil, že velká dávka interferující RNA způsobuje smrt (viz článekna Oslu: Interferující RNA zabíjí) 

Ponaučením je, že i metoda siRNA bude mít v některých případech svá omezení. V případě použití interferující RNA bránící tvorbě enzymu kinázy  (PI3K) byla zřejmě použita menší dávka siRNA, která vážnější vedlejší efekty nezpůsobila, a nebo se jedná o část siRNA, která "nedělá v organismu problémy". Ať je tomu jakkoli, rozhodující je, že se jedná o účinný způsob zamezení šíření rakovinných buněk ve formě metastáz. A že je účinnější než zmíněná chemoterapie. Předpokládá se, že klinické testy na lidech potvrdí, že se u  tohoto typu rakoviny bude jednat o metodu, která v kombinaci s klasickým přístupem bude zachraňovat mnoho lidských životů. Ostatně, už je „na čase“, protože rakovina tlustého střeva, se z pohledu úmrtnosti na nádorová onemocnění, již prodrala na druhé místo!