Секрет действия химиотерапии раскрыли нанощипцами

 


Сотрудники исследовательского отдела детской больницы Сент-Джуд во главе с Мэри-Энн Бьернсти (Mary-Ann Bjornsti) используя магнитные нанощипцы объяснили механизм действия топотекана - противоракового лекарства класса камптотецинов .

С помощью нанощипцов ученые фиксировали изменение длины индивидуальной молекулы ДНК, вызванное действием энзима ДНК-топоизомеразы. По словам Бьернсти, это первый случай использования нанотехнологического инструмента для разработки биологической гипотезы и последующих экспериментов в живом организме. Нанощипцы закреплялись на одном конце ДНК, а другой конец фиксировался на стеклянной поверхности. Затем, вращая маленький магнит вблизи магнитной головки щипцов, молекула ДНК закручивалась в суперспирали, укорачиваясь при этом до 1/7 своей первоначальной длины. При добавлении к ДНК топоизомеразы, молекула возвращалась в исходное состояние в течение нескольких секунд. Скорее всего, энзим никировал суперспирали, уменьшив тем самым напряжение в молекуле, что позволило ей увеличиться до своей прежней длины. В присутствии топотекана скорость раскручивания ДНК под действием топоизомеразы уменьшается в 20 раз. Кроме того, оказалось что топотекан преимущественно мешает раскручиванию положительных суперспиралей, практически не влияя на отрицательные.

Раскручивание ДНК энзимом топоизомеразой является важным этапом деления клетки. Если по каким-либо причинам этого не произошло к моменту расщепления ДНК надвое, клетка погибает. На основании исследований ученые заключили, что действие топотекана основано на том, что он мешает топоизомеразе вовремя распрямить суперспирали ДНК раковых клеток, не давая им поделиться.

Понимание механизма действия топотекана должно помочь в разработке более эффективной химиотерапии с использованием камптотецинов.

Источник: NanoNewsNet