1 проект
iGEM MIPT – команда студентов Московского Физико-Технического Института (МФТИ) и Московского Государственного Университета (МГУ), работающая под руководством Зубарева Ильи Владимировича, старшего научного сотрудника лабораторий МГУ и МФТИ, над проектом по разработке новой системы адресной доставки лекарств. Команду составляют представители различных специальностей – среди нас есть биоинформатики, молекулярные биологи, биохимики и биофизики, и нас всех объединяет желание двигать науку вперед! Осенью 2021 года мы представим нашу работу на международном конкурсе по синтетической биологии iGEM (International Genetically Engineered Machine), с чем нам помогает наш консультант, Максим Боков, – трехкратный участник и бывший амбассадор iGEM в России.
iGEM (International Genetically Engineered Machine) – самый престижный международный научный конкурс, в котором молодые исследователи решают актуальные проблемы человечества, применяя инструменты синтетической биологии. Ежегодно в нем принимают участие коллективы из лучших университетов мира. Несмотря на многолетнюю историю конкурса, команды из России совсем недавно начали принимать в нем участие, и мы хотим показать высокий уровень российской науки всему миру!
Современная медицина идет вперед семимильными шагами, меняя нашу жизнь к лучшему. Одно из самых актуальных направлений, в котором она движется, – разработка методов доставки лекарств в необходимую область в организме (т.н. "адресная доставка").
Этот подход является куда более эффективным, чем существующие методы терапии, которые можно охарактеризоватьфразой “из пушки по воробьям”. Но как же мы можем сделать так, чтобы лекарства доставлялись туда, куда нужно нам? На помощь нам приходит природа. Фактически, эффективные системы адресной доставки молекул уже были разработаны живыми организмами в ходе эволюции, в том числе и объектами наших исследований – млекопитающими и вирусами. И успех будущих исследований зависит от способности перенаправить уже имеющиеся системы доставки на благо человечества.
Наша команда, изучив множество материалов, разработала очень перспективную систему адресной доставки, которую можно использовать при лечении различных заболеваний. Для наших текущих исследований мы выбрали одно, которое на наш взгляд является самым страшным для человечества на данный момент, – рак. По данным статистики, только за 2020 год выявлено более 19 миллионов новых случаев злокачественных образований, и около 10 миллионов человек проиграли в борьбе с этим заболеванием. Однако в перспективе будут рассмотрены и другие возможности реализации нашего проекта – регуляция процессов регенерации, наследственные заболевания и т.д. Мы уверены в том, что наш подход сможет изменить мир, и вы можете нам в этом помочь!
Рак по праву считается одним из самых страшных заболеваний современности. Из-за большого количества мутаций изначальные свойства ткани, из которой развилась опухоль, заменяются на те, что характерны для большинства других таких же опухолей. Одним из таких свойств является наличие на поверхности раковых клеток рецепторов, которые взаимодействуют с синцитином. Но что же такое синцитин и почему он так важен?
Синцитин – это человеческий белок слияния, расположенный на поверхности некоторых клеток. При связывании со своим рецептором на другой клетке он провоцирует слияние двух оболочек (мембран) клеток, приводящее к образованию из них одной общей. Этот белок будет одним из компонентов нашей системы доставки лекарств. Он образуется лишь в немногих тканях и клетках организма, выполняющих специфические функции (например, плацента и сперматозоиды), поэтому его использование безопасно, в отличие от родственных ему вирусных белков слияния.
Другим компонентов нашей системы является так называемая везикула, которая представляет собой сферу из клеточной оболочки (мембраны) и участвует в различных внутренних процессах организма. Так как синцитин – это белок, расположенный на мембране клетки, то он без труда будет закрепляться на поверхности везикулы, давая ей возможность сливаться с раковыми клетками и доставлять в них своё содержимое.
Третья часть нашей системы – лекарство, помещенное в везикулы, – это микро-РНК. В отличие от ДНК, единственной ролью которой является хранение наследственной информации, РНК имеет много разнообразных функций, одной из которых является регуляция синтеза белков. Доставляя в клетку разные микро-РНК, мы сможем регулировать создание мутантных белков и, тем самым, уменьшать и даже полностью уничтожать злокачественные опухоли.
Таким образом мы можем добиться высокой эффективности и точности доставки лекарств в сочетании с низкой токсичностью, в отличие от других разрабатываемых систем.
Наша команда создает совершенно новый способ борьбы с раком и наследственными заболеваниями на основе доставки микро-РНК, которые могут пагубно воздействовать на опухоль. Для этого мы собираемся использовать везикулы с включениями синцитина – белка, который встречается в некоторых тканях человека.
Раннее никто не пробовал использовать синцитин в таких целях, но у нас есть все шансы на успех:
Я студент 3-го курса Московского Физико-Технического Института, работающий в лаборатории нанобиотехнологий над системами доставки лекарств. Мир без рака - моя мечта, к которой я иду в своей исследовательской работе и в нашем совместном проекте для iGEM!