Белок тихоходок, рассматривавшийся как основа защиты от радиации для космонавтов, оказался опасен для клеток человека
Учёные из Университета Британской Колумбии выяснили, что белок Dsup (damage suppressor), производимый тихоходками для защиты от повреждений ДНК, может иметь негативные последствия для клеток. Несмотря на способность защищать от широкого спектра мутагенных веществ, включая радиацию, Dsup снижает жизнеспособность клеток и в высоких концентрациях даже приводит к их гибели.
Тихоходки известны своей устойчивостью к экстремальным условиям, включая радиацию и вакуум космоса. В 2016 году было установлено, что Dsup играет ключевую роль в этой устойчивости. Генная инженерия позволила внедрить Dsup в клетки человека, повысив их устойчивость к радиации без видимых побочных эффектов. Это породило идею использования Dsup для защиты космонавтов и других людей, подвергающихся воздействию радиации.
Первоначальный план заключался во введении мРНК, кодирующей Dsup, в липидных наночастицах (LNPs) — по аналогии с мРНК-вакцинами. Однако, проведя исследования на дрожжевых клетках, модифицированных для производства Dsup, команда Кори Нислоу обнаружила, что высокие концентрации белка приводят к гибели клеток, а даже более низкие — замедляют их рост.
Механизм защиты ДНК, осуществляемый Dsup, заключается в физическом окружении молекулы ДНК. Но это также затрудняет доступ к ней для белков, необходимых для синтеза РНК и репликации ДНК перед делением клетки. Кроме того, доступ к ДНК затрудняется и для белков, участвующих в её восстановлении. В клетках с низким уровнем восстановительных белков Dsup может оказаться летальным, поскольку важные процессы восстановления не могут быть осуществлены.
Несмотря на выявленные недостатки, учёные не отказываются от идеи использования Dsup для защиты людей, животных и растений от радиации. Важно обеспечить производство Dsup только в необходимых клетках и в правильных концентрациях. Джеймс Бирн из Университета Айовы, также изучающий Dsup, считает, что непрерывное производство белка во всех клетках организма может иметь негативные последствия для здоровья, в то время как временное производство, при необходимости, может быть полезным.
Симон Галас из Университета Монпелье отмечает, что, хотя высокие дозы Dsup могут быть токсичными, низкие концентрации способны продлевать жизнь нематод, защищая их от окислительного стресса. Джессика Тайлер из Weill Cornell Medicine также получила положительные результаты при использовании более низких концентраций Dsup, не влияющих на рост клеток.
Несмотря на то, что существующие технологии не позволяют точно контролировать производство Dsup в нужных клетках и в необходимых концентрациях, Кори Нислоу выражает уверенность в том, что это станет возможным в будущем, учитывая активное развитие систем доставки лекарств в фармацевтической отрасли.