Автор AZoNano 15 января 2021

Исследователи из Детской больницы Филадельфии и Школы инженерных и прикладных наук Пенсильванского университета определили ионизируемые липидные наночастицы, которые можно использовать для доставки мРНК в рамках терапии плода.

Доказательство концепции, опубликованное сегодня в Science Advances разработало и провело скрининг ряда составов липидных наночастиц для воздействия на органы плода мыши и заложило основу для тестирования потенциальных методов лечения генетических заболеваний. до рождения.

«Это важный первый шаг в выявлении невирусно-опосредованных подходов к применению передовых методов лечения до рождения», – сказал соавтор исследования Уильям Х. Перанто, доктор медицины, лечащий хирург из отделения Общая, торакальная и фетальная хирургия и заслуженная кафедра Адзика-МакКосленда по фетальной и детской хирургии в CHOP. «Эти липидные наночастицы могут обеспечить платформу для доставки мРНК в утробе матери, которая будет использоваться в терапии, такой как замена фетального белка и редактирование генов»

Майкл Дж. Митчелл, доцент Скирканича по инновациям на кафедре биоинженерии Penn Engineering, является другим соавтором исследования.

Последние достижения в области технологии секвенирования ДНК и пренатальной диагностики сделали возможным диагностировать многие генетические заболевания еще до рождения. Некоторые из этих заболеваний лечатся с помощью заместительной терапии белками или ферментами после рождения, но к тому времени некоторые из повреждающих эффектов болезни уже начали проявляться. Таким образом, применение методов лечения, когда пациент все еще находится в утробе матери, может быть более эффективным при некоторых состояниях. Маленький размер плода позволяет применять максимальную терапевтическую дозу, а иммунная система незрелого плода может быть более устойчивой к заместительной терапии.

Из потенциальных носителей для введения терапевтической замены белка мРНК отличается от других нуклеиновых кислот, таких как ДНК, потому что ей не нужно проникать в ядро ​​и она может использовать собственный механизм организма для производства желаемых белков. В настоящее время общие методы доставки нуклеиновых кислот включают вирусные векторы и невирусные подходы. Хотя вирусные векторы могут хорошо подходить для генной терапии, они сопряжены с потенциальным риском нежелательной интеграции трансгена или частей вирусного вектора в геном реципиента. Таким образом, существует важная потребность в разработке безопасных и эффективных технологий доставки невирусных нуклеиновых кислот для лечения пренатальных заболеваний.

Чтобы идентифицировать потенциальные невирусные системы доставки для терапевтической мРНК, исследователи создали библиотеку липидных наночастиц, маленьких частиц размером менее 100 нанометров, которые эффективно проникают в клетки реципиентов эмбрионов мышей. Каждый состав липидных наночастиц использовали для инкапсуляции мРНК, которую вводили плодам мышей. Исследователи обнаружили, что некоторые липидные наночастицы обеспечивали функциональную доставку мРНК в печень плода и что некоторые из этих липидных наночастиц также доставляли мРНК в легкие и кишечник плода. Они также оценили липидные наночастицы на токсичность и пришли к выводу, что они безопаснее или безопаснее существующих составов.

Выявив липидные наночастицы, которые были способны накапливаться в печени, легких и кишечнике плода с максимальной эффективностью и безопасностью, исследователи также проверили терапевтический потенциал этих конструкций, используя их для доставки мРНК эритропоэтина (ЭПО) в качестве Белок ЭПО легко отслеживается. Они обнаружили, что доставка мРНК ЭПО к клеткам печени плодов мышей приводит к повышенным уровням белка ЭПО в кровообращении плода, обеспечивая модель для заместительной белковой терапии через печень с использованием этих липидных наночастиц.

«Центральной задачей в области генной терапии является доставка нуклеиновых кислот к клеткам и тканям-мишеням, не вызывая побочных эффектов в здоровых тканях. Этого трудно достичь у взрослых животных и людей, которые были «Гораздо меньше известно о том, что требуется для доставки нуклеиновых кислот в утробе матери», – сказал Митчелл . «Мы очень воодушевлены первыми результатами нашей технологии липидных наночастиц по доставке мРНК в утробе матери безопасным и эффективным способом, что может открыть новые возможности для применения липидных наночастиц и терапии мРНК для лечения болезней до рождения».

Райли Р.С., Кашьяп М.В., Биллингсли М.М., Уайт Б., Аламех М.Г., Боз С.К., Золтик П.В., Ли Х., Чжан Р., Ченг А.Ю., Вайсман Д., Перанто В.Х., Митчелл М.Дж. «Ионизируемые липидные наночастицы для доставки мРНК в утробе», Science Advances онлайн 13 января 2021 г., DOI: 10.1126 / sciadv.aba1028

Источник: http://www.chop.edu