Модифицируя вирусы, можно вылечить рак

Одна из самых сложных проблем при работе на наноуровне заключена в том, что очень трудно рассмотреть объект работы. Например, такие биологические объекты, как вирусы меньше длины световой волны. Они невидимы для стандартных оптических микроскопов, а другие методы визуализации часто не позволяют определить их исходную форму.

Тысячи криоэлектронных изображений (слева внизу), помогли исследователям воссоздать атомную структуру аденовируса (цветное изображение).

Междисциплинарная научно-исследовательская группа Калифорнийского университета активно работает над методикой визуализации и модификации вируса. В статье, опубликованной в журнале Science, ученые впервые демонстрируют атомную структуру аденовируса и его взаимодействие с белковыми сетями. В материале содержится информация о важнейших структурных особенностях вируса, которые должны помочь исследователям со всего мира, пытающимся изменить аденовирус для использования его в вакцинах и генной терапии раковых заболеваний. Обычно для этого удаляют болезнетворную ДНК, используя оболочку вируса - средство доставки, доведенное до совершенства миллионами лет эволюции. Но процесс исследования сильно осложняется отсутствием информации о работе рецепторов на поверхности вируса.

"Мы модифицируем вирусы для генной терапии рака простаты и молочной железы, но обычная микроскопия не в состоянии визуализировать вирусы, - говорит профессор фармакологии Лилу Ву. - Это было похоже на попытку собрать автомобиль в темноте, когда единственный способ узнать, что вы собрали его правильно, это попытаться завести двигатель и прокатиться".

Но использование криоэлектронной микроскопии (cryoEM) позволяет получить точные трехмерные модели биологических образцов на атомном уровне. CryoEM - это один из видов электронной микроскопии, где исследуемый образец охлаждают до температуры жидкого азота.

С помощью cryoEM американские исследователи создали 3D-модель аденовируса человека, состоящую из 31 тыс. 815 отдельных изображений. Такая технология позволяет строить модели с разрешением до 3,6 ангстрем (аденовирус около 920 ангстрем в диаметре, а 1 ангстрем равен расстоянию между двумя атомами водорода в молекуле воды) и выяснить, как именно вирусные белки соединяются и взаимодействуют друг с другом.

Вооруженные этой технологией, ученые наконец смогут модифицировать относительно безвредный аденовирус человека и, возможно, создадут мощные средства борьбы со множеством заболеваний, включая рак.